قائمة أنواع الليزر

فيما يلي قائمة لأنواع الليزرات الأكثر إستخداماً مع الطول الموجي المنبعث منها وتطبيقاتها، توجد ألوف الأنواع من الليزرات المعروفة، لكن أغلبها تستخدم لأغراض البحث العلمي التخصصي.

صناعة صفيحة كبيرة من الزجاج المطعّم بالنيودميوم لغرض استخدامها كوسط فعّال لليزر في منشأة الإشعال الوطنية.

نظرة عامة

تصنف الليزرات حسب (الاستخدام ونوع الوسط الفعّال ونمط التشغيل ونوع الضخ)، وتأتي على عدة أنواع مختلفة متميزة بالطول الموجي لضوء الليزر المنبعث منها فتوجد ليزرات تعمل ضمن المدى المرئي وحتى مدى الاشعة السينية.

 
الأطوال الموجية لليزرات الشائعة تجارياً، الليزرات التي تقع فوق الخط هي الليزرات التي تملك طول موجي معين ثابت، بينما الليزرات التي تعطي مدى من الأطوال الموجية تظهر أسفل الخط.[1]

الليزرات الغازية

نوع الليزر والوسط الفعّال الأطوال الموجية المولدة أسلوب الضخ الإستخدامات وملاحظات
هيليوم-نيون 632.8 nm

(543.5 nm، 593.9nm، 611.8nm)

(1.1523μm، 1.52μm، 3.3913μm)

تفريغ كهربائي يستخدم في:

مقياس التداخل، التصوير المجسم، المطياف، قارئ الرموز الشريطية، التراصف، الدراسات البصرية.

آرغون 454.6 nm، 488.0 nm، 514.5 nm

(351 nm، 363.8 nm، 457.9 nm، 465.8 nm، 476.5 nm، 472.7 nm، 528.7 nm)

بالإضافة إلى الترددات التوافقية الثانية التي تعطي قيم:

(244 nm، 257 nm)

يستخدم في:

العلاج الضوئي لشبكية العين، الطباعة الحجرية، المجهر البؤري، كمصدر ضخ لليزرات أخرى.

كريبتون 416 nm، 530.9 nm، 568.2 nm، 647.1 nm، 676.4 nm، 752.5 nm، 799.3 nm
يستخدم في:

البحوث العلمية، العروض الضوئية عند مزجه مع الآرغون لتوليد الضوء الأبيض.

زينون-ايون يعطي مدى كبير من الاطوال الموجية يمتد من الفوق البنفسجية إلى تحت الحمراء. يستخدم في:

البحوث العلمية.

نيتروجين 337.1 nm يستخدم في:

قياس تلوث الهواء،البحوث العلمية، وكمصدر ضخ لليزرات الصبغة.

ملاحظة:

يمكن أن يعمل ليزر النيتروجين كليزر اشعاعي بدون مرنان.

ثنائي أوكسيد الكربون CO2 10.6μm، 9.4μm المُستعرض (طاقة عالية) والطولي (طاقة واطئة) بالتفريغ الكهربائي يستخدم في:

تشكيل المواد (القطع الليزري، اللحام الليزري، إلخ)، الجراحة الطبية، ليزر طب الأسنان [English]، الأغراض العسكرية.

احادي أوكسيد الكربون CO 2.6 إلى 4μm

4.8 إلى 8.3μm

تفريغ كهربائي يستخدم في:

تشكيل المواد (النقش، اللحام، إلخ)، التحليل الطيفي الضوئي [English].

إكسيمر 193 nm(ArF)، 248 nm(KrF)، 308 nm(XeCl)، 353 nm(XeF) إعادة الارتباط في الإكسيمر الناتج عن التفريغ الكهربائي يستخدم في:

تصنيع أشباه الموصلات، الجراحة، الليزك.

الليزرات الكيميائية

يستخدم بشكل أساسي في أسلحة الطاقة الموجهة.

نوع الليزر والوسط الفعّال الأطوال الموجية المولدة أسلوب الضخ الاستخدامات والملاحظات
فلوريد-الهيدروجين من 2.7 إلى 2.9μm لفلوريد الهيدروجين

(<80% النفوذية [English])

التفاعلات الكيميائية للإثيلين وثلاثي فلوريد النيتروجين. يستخدم في:

البحوث حول أسلحة الليزر.

ملاحظات:

عند عمله بنمط الموجة المستمرة [English] يمكنه أن يعطي قدرة تصل إلى حدود الميغاواط.

فلوريد-الديوتيريوم حوالي 3800 nm

(3.6 إلى 4.2μm)

(حوالي 90% النفوذية [English])

التفاعلات الكيميائية. ملاحظات:

نموذج تجريبي عسكري للولايات المتحدة.

ليزر الاوكسجين واليود الكيميائي [English]

COIL

1.315μm

(<70% النفوذية [English])

التفاعلات الكيميائية لأوكسجين دلتا الأحادي [English] واليود. يستخدم في:

الأغراض العسكرية، البحوث العلمية، دراسات علم المواد.

ملاحظات:

عند عمله بنمط الموجة المستمرة يمكنه أن يعطي قدرة تصل إلى حدود الميغاواط.

ليزر غاز اليود التام [English]

Agil

1.315μm

(<70% النفوذية [English])

التفاعلات الكيميائية لذرات الكلور مع غاز حمض الهايدرازوتك، يؤدي إلى إثارة جزيئات كلوريد النتروجين التي تنقل الطاقة إلى ذرات اليود. يستخدم في:

الأغراض العلمية، الأسلحة، الأغراض الفضائية.

ليزرات الصبغة

نوع الليزر والوسط الفعّال الأطوال الموجية المولدة أسلوب الضخ الإستخدامات والملاحظات
ليزر الصبغة 390-435 nm (سيلبين [English]

460-515 nm (كومارين 102)،

570-640 nm (رودامين 6G [English]

وأنواع أخرى..

بإستخدام ليزرات أخرى، أو مصباح ومضي [English]. يستخدم في:

المطياف، إزالة علامات الولادة، البحوث العلمية، والأغراض الطبية.[2]

ملاحظات:

يعتمد نوع الخرج الليزري وصفاته على نوع مادة الصبغة المستخدمة.

ليزر الحالة الصلبة

نوع الليزر والوسط الفعّال الأطوال الموجية المولدة أسلوب الضخ الإستخدامات والملاحظات
ليزر الياقوت 694.3 nm مصباح ومضي [English] يستخدم في:

التصوير المجسم، إزالة الوشوم.

ملاحظات:

أول ليزر مرئي تم توليده عام 1960.

(غرانيت إيتريوم الومنيوم [English] المطعّم بالنيودميوم)

نيودميوم:ياغ [English]

Nd:YAG

1.064μm، 1.32μm مصباح ومضي [English]، ثنائي ليزري. يستخدم في:

تشكيل المواد، قياس المدى، تحديد الهدف بالليزر، الجراحة، إزالة الوشوم، إزالة الشعر، البحوث، ليزر طب الأسنان [English]، ويستخدم كمصدر ضخ لليزرات أخرى.

ملاحظات:

احد أكثر انواع الليزر عالية الطاقة شيوعاً، غاباً ما يستخدم بالنمط النبضي (بحدود النانوثانية).

نيودميوم/كروميوم:ياغ [English]

Nd:Cr:YAG

1.064μm، 1.32μm إشعاع شمسي يستخدم في:

إنتاج مساحيق النانو الإختبارية.[3]

إربيوم:ياغ [English]

Er:YAG

2.94μm مصباح ومضي، ثنائي ليزري يستخدم في:

تقشير الجلد، ليزر طب الأسنان [English].

فلوريد إيتريوم ليثيوم المطعّم بالنيودميوم. [English]

Nd:YLF

1.047 و 1.053μm مصباح ومضي، ثنائي ليزري يستخدم في:

غالباً في الضخ النبضيالضخ النبضي [English] لأنواع معينة من الليزرات النبضية مثل ليزر (ياقوت-تيتانيوم) مع تضاعف التردد.

إيتريوم أورثوفاناديت [English] المُطعم بالنيودميوم.

Nd:YVO4

1.064μm ثنائي ليزري يستخدم في:

بشكل واسع في الضخ المستمر للنمط النبضي في ليزرات الصبغة او ليزر (الياقوت-تيتانيوم) لتضاعف التردد.

تضاعف تردد ليزر nd:YVO4 هو الطريقة العادية لإنشاء مؤشر الليزر الأخضر.

إيريتيوم اوكسوبورات الكالسيوم المطعم بالنيودميوم. [English]

Nd:YCa4O(BO3)3

اختصاراً

Nd:YCOB

حوالي 1.060μm

(حوالي 530 nm عند التردد التوافقي الثاني)

ثنائي ليزري ملاحظات:

يسمى أيضاً بليزر (الازدواج الترددي الذاتي؛SFD) والتي تملك صفات بصريات لاخطية لتوليد التردد التوافقي الثاني.

هذه المواد لديها قدرة تبسيط إنتاج الليزر الأخضر عالي الشدة.

زجاج نيودميوم

Nd:Glass

حوالي 1.062μm (زجاج السيليكا)، حوالي 1.054μm (زجاج الفوسفات) مصباح ومضي، ثنائي ليزري يستخدم في:

توليد قدرات عالية (بالميغاواط) وطاقة عالية (بالميغاجول) في الأنظمة متعددة الحزم المستخدمة في الإندماج النووي بحصر القصور الذاتي.

ملاحظات:

عادة ما يضاعف التردد إلى التردد التوافقي الثالث عند طول موجة 351 nm في تطبيقات الاندماج النووي.

الياقوت تيتانيوم

Ti:sapphire

650-1100 nm ليزرات أخرى يستخدم في:

بحوث المطيافية والليدار.

عادة ما يستخدم هذا الوسط الفعّال في ليزرات الاشعة تحت الحمراء النبضية عالية-التوليف لتوليد نبضات ضوئية فائقة القصر (بالفيمتوثانية)، وفي مضخمات الليزر لإنتاج نبضات فائقة القصر [English] فائقة الشدة.

(غرانيت إيتريوم الومنيوم [English] المطعّم بالثوليوم)

ثوليوم:ياغ Tm:YAG

2.0μm ثنائي ليزري يستخدم في:

ليدار.

(غرانيت إيتريوم الومنيوم [English] المطعّم بالإتيربيوم)

إتيربيوم:ياغ Yb:YAG

1.03μm ثنائي ليزري، مصباح ومضي يستخدم في:

التبريد بالليزر، تشكيل المواد، بحوث النبضات فائقة القصر [English]، الفحص الميكروسكوبي متعدد الأطياف، ليدار.

Ytterbium:2O3 زجاج او سيراميك 1.03μm ثنائي ليزري يستخدم في:

بحوث النبضات فائقة القصر.[4]

زجاج مطعم بالإتيربيوم 1μm يستخدم في:

تشكيل المواد (القطع، اللحام، النقش)، مضخة ليزر رامان [English]، ومضخم رامان في الاتصالات.

ملاحظات:

إصدار الألياف البصرية منه يمكنه إنتاج قدرة مستمرة تصل إلى مدى الكيلوواط، مع كافئة 70-80% بصرية-بصرية، وكفاءة 20% كهربائية-بصرية.

(غرانيت إيتريوم الومنيوم [English] المطعّم بالهولميوم)

هولميوم:ياغ Ho:YAG

2.1μm يستخدم في:

ليزر طب الأسنان [English]، إستئصال الأنسجة، تفتيت حصى الكلى.

سيلينيد الزنك المطعّم بالكروم

Cr:ZnSe

2.2 - 2.8μm ليزرات أخرى (Tm fiber) يستخدم في:

رادار MWIR الليزري، وفي توجيه القذائف المتتبعة للحرارة.

فلوريد الالومنيوم سترونشيوم (كالسيوم) ليثيوم المطعّم بالسيريوم.

Ce:LiSAF، Ce:LiCAF

حوالي 280 إلى 316 nm تضاعف ترددي رباعي

ليزر نيودميوم:ياغ، ليزر إكسيمر، ليزر بخار النحاس.

يستخدم في:

التحسس الجوي النائي، ليدار، بحوث البصريات.

زجاج الفوسفات [English] المطعّم بالبروميثيوم 147

147Pm+3:Glass

933 nm، 1098 nm غير معروف ملاحظات:

مادة الليزر مشعة، وثبت إستخدامه لمرة واحدة في مقياس فابري-بيرو فقط عام 1987 في مختبر لورانس ليفرمور الوطني، مع التطعيم بالبروميثيوم 147 لتكوين الليزر الرباعي المستويات في درجة حرارة الغرفة.

كريسوبيريل (الكسندرايت [English]) مطعّم بالكروم. عادة ما ينضم بين 700 إلى 820 nm مصباح ومضي، ثنائي ليزري.

القوس الزئبقي (لنمط الموجة المستمرة)

يستخم في:

طب الجلد، ليدار، تصنيع الليزر.

زجاج مطعّم بالإربيوم-إتيربيوم والإربيوم 1.53-1.56μm ثنائي ليزري يستخدم في:

المضخمات البصرية المستخدمة في الاتصالات اللاسلكية.

ملاحظات:

يصنع الوسط الفعال لعدة أشكال (قضبان، شرائح او صفائح، ألياف بصرية).

فلوريد الكالسيوم المطعّم باليورانيوم ثلاثي التكافؤ U:CaF2 2.5μm مصباح ومضي ملاحظات:

أول ليزر حالة-صلبة رباعي المستويات تم تطويره في (نوفمبر 1960) في مختبرات بحوث IBM مع التبريد بالهيليوم السائل، لا يوجد استخدام له في الوقت الحالي.

فلوريد الكالسيوم المطعّم بالساماريوم ثنائي التكافؤ Sm:CaF2 708.5 nm ملاحظات:

تم إستخدامه عام 1961 في مختبرات بحوث IBM مع استخدام التبريد بالهيليوم السائل، لا يوجد استخدام له في الوقت الحالي.

ليزر

F-center [English]

2.3-3.3μm ليزر الأيون يستخدم في:

المطياف.

ليزرات أبخرة المعادن

نوع الليزر والوسط الفعّال الأطوال الموجية المولدة أسلوب الضخ الإستخدامات والتطبيقات
هيليوم-كادميوم

HeCd

325 nm، 441.563 nm التفريغ الكهربائي في بخار المعدن الممزوج بغاز هيليوم خامل. يستخدم في:

أجهزة الكتابة والطباعة، إختبارات تحفيز الفلورية، طباعة العملات في الولايات المتحدة، الأبحاث العلمية.

هيليوم-زئبق

HeHg

567 nm، 615 nm يستخدم في:

الأبحاث العلمية (نادراً)، تطبيقات الهواة.

هيليوم-سيلينيوم

HeSe

يولد حتى 24 طول موجي بين اللون الأحمر والاشعة فوق البنفسجية. يستخدم في:

الأبحاث العلمية (نادراً)، تطبيقات الهواة.

هيليوم-فضة [5]

HeAg

224.3 nm يستخدم في:

البحث العلمي.

ليزر بخار السترونشيوم [English] 430.5 nm يستخدم في:

البحث العلمي.

نيون-نحاس [5]

NeCu

248.6 nm التفريغ الكهربائي في بخار المعدن الممزوج بغاز نيون خامل. يستخدم في:

البحوث العلمية: مطيافية فلورية [English] ومطيافية رامان.[6][7]

ليزر بخار النحاس [English] 510.6 nm، 578.2 nm تفريغ كهربائي يستخدم في:

طب الجلد، التصوير عالي السرعة، ضخ ليزرات الصبغة.

ليزر بخار الذهب 627 nm يستخدم في:

طب الجلد، العلاج الضوئي الديناميكي.[8]

ملاحظات:

نادر الاستخدام.

بخار المنغنيز

(Mn/MnCl2)

534.1 nm تفريغ كهربائي نبضي ملاحظات:

نادر الاستخدام.

ليزرات أشباه الموصلات

نوع الليزر والوسط الفعّال الأطوال الموجية المولدة أسلوب الضخ الإستخدامات والملاحظات
ثنائيات أشباه الموصلات الليزرية (بشكل عام) 0.4-20μm،

تعتمد على المنطقة الفعالة للمادة المستخدمة.

تيار كهربائي يستخدم في:

الإتصالات، التصوير المجسم، الطباعة، الأسلحة، الهندسة، اللحام، أسلوب ضخ لليزرات أخرى، المصابيح الأمامية عالية الشدة في بعض السيارات.[9]

نتريد الغاليوم

GaN

0.4μm يستخدم في:

الأقراص البصرية، أقراص البلوراي (للقراءة والكتابة).

نتريد غاليوم إنديوم [English]

InGaN

0.4-0.5μm يستخدم في:

أجهزة عرض الفيديو المنزلية، كمصدر ضوئي في أغلب أجهزة العرض الصغيرة الحديثة.

فوسفيد ألومنيوم غاليوم إنديوم

AlGaInP

زرنيخيد ألومنيوم غاليوم

AlGaAs

0.63-0.9μm يستخدم في:

الأقراص البصرية، مؤشر الليزر، اتصالات البيانات، صخ ليزرات الحالة الصلبة، الهندسة، الطب.

في الأقراص المدمجة عند طول موجة (780 nm)

في المشغلات العامة لأقراص الدي-في-دي عند طول موجة (650 nm)

في كتابة أقراص الدي-في-دي عند طول موجة (630 nm) الأكثر شيوعاً في العالم.

فوسفيد زرنيخيد غاليوم اينديوم [English]

InGaAsP

1.0-2.1μm يستخدم في:

الطب، الاتصالات، ضخ ليزرات الحالة الصلبة، الهندسة.

ملح الرصاص 3-20μm يستخدم في:

مطياف الأشعة تحت الحمراء عالي الدقة.

ملاحظات:

شاع استخدامه عام 1970، حالياً نادر الاستخدام.[10]

سطح تجويف عمودي باعث لليزر [English]

(VCSEL)

850–1500 nm، تعتمد القيمة على نوعية المادة. يستخدم في:

الإتصالات

ليزر التتابع الكمي [English] أشعة تحت الحمراء متوسطة إلى بعيدة. ملاحظات:

البحوث جارية على هذا النوع من الليزر للإستخدامات المستقبلية في: رادارات تجنب الإصطدام، مراقبة الأنظمة الصناعية، التشخيص الطبي كتحليل التنفس.

ليزر السليكون الهجين [English] أشعة تحت الحمراء متوسطة. يستخدم في:

الإتصالات الضوئية كسيليكون منخفضة التكلفة.

أنواع أخرى

نوع الليزر والوسط الفعّال الأطوال الموجية المولدة أسلوب الضخ الإستخدامات والملاحظات
الإلكترون الحر مدى واسع من الأطوال الموجية بين (0.1 nm إلى عدة مليمترات). حزمة إلكترونية نسبوية. أبحاث الغلاف الجوي، علم المواد، تطبيقات طبية.
الغاز الديناميكي [English] عدة أطوال موجية حول 10.5μm، قد تكون متكونة بواسطة خليط الغازات المختلفة. إنقلاب التعداد البرمي في جزيئات أحادي أوكسيد الكربون الناتج عن التمدد الأديباتيكي الأسرع من الصوت لخليط النيتروجين وأحادي أوكسيد الكربون. يستخدم في:

التطبيقات العسكرية، والصناعات الثقيلة.

ملاحظات:

يمكن أن يعمل بنمط الموجة المستمرة ويولد قدرة بالميغاواط.

الساماريوم "شبيه النيكل"[11] أشعة اكس بطول موجة 7.3 nm ليزر في بلازما ساماريوم فائقة السخونة المتولدة بواسطة التدفع الإشعاعي النبضي المزدوج لحدود التيراواط. يستخدم في:

في توليد ليزرات أشعة اكس ذات الطول الموجي الأقل من 10 nm، من الممكن استخدامه في التصوير المجسم والمجهرية عالية الدقة.

ليزر رامان [English]، مبني على تشتت رامان في وسط مادي غير خطي كالألياف. 1-2μm

لإصدار الألياف.

ليزرات أخرى، غالباً ليزر ألياف الزجاج المطعم بالإتريبيوم

إتيربيوم-glass

يستخدم في:

مضخم الإشارات البصري [English] للإتصالات، توليد وتكبير موجات سوليتون بصرية.

ليزر الضخ النووي [English] أشعة-اكس خفيفة إنشطار نووي، عن طريق: مفاعل، قنبلة. يستخدم في:

برامج الأسلحة، الأبحاث.

ليزر أشعة غاما [English] أشعة غاما غير معروف نظرياً فقط.
ليزر الجاذبية [English] طويل جداً (مدى موجات الجاذبية) غير معروف نظرياً فقط.


اقرأ أيضا

المراجع

  1. ^ Handbook of laser wavelengths. Boca Raton: CRC Press. 1999. ISBN:0-8493-3508-6. OCLC:39024709. مؤرشف من الأصل في 2020-04-25.
  2. ^ Tunable laser optics (ط. Second edition). Boca Raton, FL. ISBN:978-1-4822-4530-1. OCLC:900602679. مؤرشف من الأصل في 2020-04-25. {{استشهاد بكتاب}}: |طبعة= يحتوي على نص زائد (مساعدة)
  3. ^ Payziyev, Sh. D.; Bakhramov, S. A.; Kasimov, A. K. (2011-09). "Transformation of concentrated sunlight into laser radiation on small parabolic concentrators". Journal of Renewable and Sustainable Energy (بEnglish). 3 (5): 053102. DOI:10.1063/1.3643267. ISSN:1941-7012. Archived from the original on 13 أغسطس 2019. {{استشهاد بدورية محكمة}}: تحقق من التاريخ في: |تاريخ= (help)
  4. ^ Tokurakawa, Masaki; Takaichi, Kazunori; Shirakawa, Akira; Ueda, Ken-ichi; Yagi, Hideki; Yanagitani, Takagimi; Kaminskii, Alexander A. (12 Feb 2007). "Diode-pumped 188fs mode-locked Yb3+:Y2O3 ceramic laser". Applied Physics Letters (بEnglish). 90 (7): 071101. DOI:10.1063/1.2476385. ISSN:0003-6951. Archived from the original on 2019-08-13.
  5. ^ أ ب Storrie-Lombardi, M. C.; Hug, W. F.; McDonald, G. D.; Tsapin, A. I.; Nealson, K. H. (2001-12). "Hollow cathode ion lasers for deep ultraviolet Raman spectroscopy and fluorescence imaging". Review of Scientific Instruments (بEnglish). 72 (12): 4452–4459. DOI:10.1063/1.1369627. ISSN:0034-6748. Archived from the original on 13 أغسطس 2019. {{استشهاد بدورية محكمة}}: تحقق من التاريخ في: |تاريخ= (help)
  6. ^ Beegle، Luther؛ Bhartia، Rohit؛ White، Mary؛ DeFlores، Lauren؛ Abbey، William؛ Yen-Hung Wu؛ Cameron، Bruce؛ Moore، James؛ Fries، Marc (2015-03). "SHERLOC: Scanning habitable environments with Raman & luminescence for organics & chemicals". 2015 IEEE Aerospace Conference. Big Sky, MT: IEEE: 1–11. DOI:10.1109/AERO.2015.7119105. ISBN:978-1-4799-5379-0. مؤرشف من الأصل في 11 يونيو 2018. {{استشهاد بدورية محكمة}}: تحقق من التاريخ في: |تاريخ= (مساعدة)
  7. ^ "Photon Systems Deep-UV NeCu laser to power Mars 2020 Raman fluorescence instrument". www.laserfocusworld.com. مؤرشف من الأصل في 2020-03-17. اطلع عليه بتاريخ 2020-04-25.
  8. ^ Dye laser principles, with applications. Boston: Academic Press. 1990. ISBN:0-12-222700-X. OCLC:20320418. مؤرشف من الأصل في 2020-04-25. {{استشهاد بكتاب}}: |archive-date= / |archive-url= timestamp mismatch (مساعدة)
  9. ^ BMW, Audi will introduce laser headlamps this year, Automotive News Europe, 7 January 2014, David Sedgwick نسخة محفوظة 14 أبريل 2016 على موقع واي باك مشين.
  10. ^ "End of Lead Salt Laser Production". lasercomponents. مؤرشف من الأصل في 2016-08-10. اطلع عليه بتاريخ 2020-04-24.
  11. ^ Zhang، J. (16 مايو 1997). "A Saturated X-ray Laser Beam at 7 Nanometers". Science. ج. 276 ع. 5315: 1097–1100. DOI:10.1126/science.276.5315.1097. مؤرشف من الأصل في 2020-04-25. {{استشهاد بدورية محكمة}}: |archive-date= / |archive-url= timestamp mismatch (مساعدة)