Լազեր

Վիքիպեդիայից՝ ազատ հանրագիտարանից
Disambig.svg Անվան այլ կիրառումների համար տես՝ Լազեր (այլ կիրառումներ)
Կարմիր (635 nm), կանաչ (520 nm), և կապտա-երկնագույն (445 nm) լազերներ

Լազեր (անգլ․ հապավում «light amplification by stimulated emission of radiation»֊ից՝ լույսի ուժեղացում հարկադրական ճառագայթման միջոցով), օպտիկական քվանտային գեներատոր, մոնոքրոմատիկ կոհերենտ լույսի աղբյուր՝ լուսային ճառագայթի բարձր ուղղորդվածությամբ։

Հիմնարար ֆիզիկական երևույթը հարկադրական ճառագայթումն է, ինչը տեղի է ունենում ֆոտոնի և գրգռված ատոմի փոխազդեցության արդյունքում։ Ֆոտոնի գրգռված ատոմի հետ փոխազդեցության արդյունքում ատոմը գալիս է նորմալ վիճակի, իսկ ավելցուկային էներգիան արձակվում է ֆոտոնի տեսքով։ Ընդ որում այդ ֆոտոնը ունենում է նույն էներգիան, ուղղվածությունը և բևեռականությունը, ինչ որ առաջինը։ Այսպիսով պրոցեսի արդյունքում առաջացավ 2 նմանատիպ ֆոտոն։ Այդ ֆոտոներրի հետագա փոխազդեցությունների արդյունքում կատարվում է շղթայական ռեակցիա առաջանում են բազմապատիկ թվով նմանատիպ ֆոտոնների հոսք, որոնք բացարձակ ճշտությամբ շաժվում են նույն ուղղությամբ։ Դա բերում է խիտ նեղ ուղվածությամբ բարձր էներգիայով լուսային ճառագայթի գոյացման։ Ճառագայթի գոյացման և պահպանման համար անհրաժեշտ է միջավայր, որում գրգռված վիճակի ատոմները կլինեն ավելի շատ, քան նորմալ վիճակի ատոմները, քանի որ ֆոտոնի փոխազդեցությունը չգրգռված ատոմի հետ կբերի ֆոտոնի վերացման։

Այդպիսի միջավայրը կոչվում է ինվերս ատոմների էնրգիայով բնակեցված։ Այսպիսով, բացի գրգռված ատոմից ֆոտոնի ստիպողաբար արձակումից տեղի է ունենում ինքնավերականգնող պրոցես՝ ֆոտոնի առաքում գրգռված վիճակից նորմալ վիճակի անցնելիս և ֆոտոնի կլանում նորմալ վիճակից գրգռված վիճակի անցնելիս։ Այդ երեք պրոցեսների և ատոմի 2 վիճակների մասին հիմնարար տեսությունը տրվել է Ալբերտ Այնշտայնի կողմից 1916 թվականին։

Տեսակներ[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Լազերների տեսակներն են՝

  • գազային լազերներ,
  • լազերներ ներկիչների վրա,
  • լազերներ մետաղական զույգի վրա,
  • պինդ մարմնային լազերներ,
  • կիսահաղորդչային լազերներ,
  • այլ տիպի լազերներ։

Տարածում[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Լազերները կամ օպտիկական քվանտային գեներատորները լայն տարածում են գտել գիտության և բժշկության մեջ, ինչպես նաև այլ բնագավառներում։ Արդյունաբերության մեջ լազերների օգտագործման տեղամասը տարեց տարի մեծանում է։ Հիմնականում կատարվում է նյութի մշակում՝ կտրում, զոդում, կետային եռակցում, մետաղներում և բյուրեղներում անցքերի շաղափում։ Լազերի գործելու սկզբունքը հիմնված է գրգռված վիճակից հիմնականին անցնելիս ատոմի ‎‎ֆոտոններ ճառագայթելու հատկության վրա։ Նորմալ պայմաններում գրգռված վիճակում ատոմների քանակը ավելի քիչ է, քան էներգիայի հիմնական մակարդակում։ Լազերներում հատուկ ընդունման և աշխատող մահքջֆ (հեղուկ, գազ, բյուրեղ) արտամղման էներգիա հաղորդելու ճանապարհով հասնում են նրան, որ գրգռված վիճակում գտնվող ատոմների քանակը դառնում է անհամեմատ մեծ ի համեմատ էներգիայի (լույս, ԲՀ էլեկտրամագնիսական դաշտ և այլն) հիմնական մակարդա-կում գտնվողների։ Լազերային ճառագայթման հիմնական առանձնահատկությունն է նրա սուր ուղղորդվածությունը (ճառագայթման փնջի փոքր բացք), ինչը թույլ է տալիս համեմատաբար փոքր մակերեսում ստանալ էներգիայի խտության մեծ արժեքներ։ Ըստ գեներացիայի ճառագայթման բնութագրի լազերները բաժանվում են իմպուլսայինի (ճառագայթումը տևում է 0,25վրկ) և անընդհատ գործող լազերների (0,25վրկ և ավելի)։ Լազերները գեներացնում են 0,2-1000մկմ երկարությամբ ալիքի էլեկտրամագնիսական ճառագայթումը։ Ըստ կենսաբանական ազդեցության այս դիապազոնը բաժանվում է չորս տիրույթների.

  • ուլտրամանուշակագույն (0,2-ից 0,4մկմ),
  • տեսանելի (0,4-ից 0,75մկմ),
  • մոտ ին‎ֆ‎րակարմիր (0,75-ից 1,4մկմ),
  • հեռու ին‎ֆրակարմիր (1,4մկմ-ից մեծ)։

Լազերային ճառագայթման ազդեցությունը[խմբագրել | խմբագրել կոդը]

Լազերային ճառագայթման ազդեցությունը մարդու օրգանիզմի վրա ունի բարդ բնութագիր և պայմանավորված է ճառագայթվող գործվածքների վրա լազերային ճառագայթման անմիջական ազդեցությամբ։ Տարբերում են լազերային ճառագայթման ջերմային և ոչ ջերմային ազդեցություններ։ Դա կախված է հզորությունից (էներգիայի խտությունից), ճառագայթման ալիքի երկարությունից, իմպուլսի տևողությունից, իմպուլսի կրկնման հաճախությունից, ներգործության ժամանակից, ճառագայթվող գործվածքների և օրգանների կենսաբանական, ‎ֆիզիկա-քիմիական հատկություններից։ Կենսաբանորեն ավելի ակտիվ է ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը, որը կենսաբանական միջավայրում առաջացնում է լուսաքիմիական ռեակցիաներ։ Անընդհատ գործող լազերների ճառագայթման ջերմային ազդեցությունը շատ ընդհանրություններ ունի սովորական տաքացման հետ՝ մաշկի վրա առաջանում է այրվածք։ Լազերային այրվածքի բնութագրական հատկությունն է վնասված տեղամասի կտրուկ սահմանափակումը։ Իմպուլսային ճառագայթման ներգործությունն ավելի բարդ է։ 10-3վրկ չափով իմպուլսի տևողության դեպքում ճառագայթվող գործվածքներում ճառագայթումը շատ արագ փոխակերպվում է ջերմության, ինչը բերում է վայրկենական շոգեգոյացման, որն առաջացնում է գործվածքների մեխանիկական վնասում։ Լազերային ճառագայթման ոչ ջերմային ազդեցությունը պայմանավորված է այն պրոցեսներով, որոնք առաջանում են գործվածքների կողմից էլեկտրամագնիսական էներգիան ընտրովի կլանելու արդյունքում, ինչպես նաեւ էլեկտրական եւ լուսաէլեկտրական է‎ֆեկտներով։

Լազերների հետ երկարատեւ աշխատող մարդիկ երբեմն բողոքում են ընդհանուր հոգնածությունից, գլխացավերից, քնի խանգարումից եւ այլն։ Լազերային ճառագայթման ազդեցության նկատմամբ առավել զգայուն են մարդու աչքերը։ Աչքի վնասվածքն առաջանում է լազերի ճառագայթի ինչպես ուղիղ ընկնելու, այնպես էլ անդրադարձման արդյունքում, նույնիսկ եթե անդրադարձող մակերևույթը հայելային չէ։ Վնասվածքի բնութագիրը կախված է ալիքի երկարությունից։ Ուլտրամանուշակագույն տիրույթում առաջանում է եղջերաթաղանթի սպիտակուցի վնասում եւ արցունքաբեր թաղանթի այրում։ Էներգիայի մեծ խտությունների դեպքում դա հանգեցնում է լրիվ անվերականգնելի կուրության։ Տեսանելի տիրույթում ճառագայթումը հիմնականում ազդում է ակնագնդի ներքին պատյանի լուսազգայուն վանդակների վրա, առաջացնելով ժամանակավոր կուրություն կամ այրվածք, որին հաջորդում է տվյալ տեսանելի միջավայրում տեսողության կորուստը։ Մոտ եւ հեռու ին‎ֆրակարմիր տեղամասերում էներգիայի մեծ խտության դեպքում էլ է հնարավոր անվերականգնելի կուրության առաջացում։ Աշխատողների վրա լազերային ճառագայթումից (ուղիղ, ցրված, անդրադարձված) բացի, կախված լազերի կառուցվածքից և շահագործման պայմաններից, կարող են ազդել նաև այլ վտանգավոր և վնասակար արտադրական գործոններ, որոնք կապված են լազերի աշխատանքի հետ։ Դրանցից են.

  • Իմպուլսային «արտամղման» լամպերից լուսային ճառագայթումը,
  • Արտամղման լամպից կամ կվարցե գազապարպման խողովակից ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը,
  • Լազերի աշխատանքի հետևանքով առաջացող աղմուկները,
  • Իոնացնող ճառագայթումը,
  • Արտամղման լամպի կամ գազային պարպման էլեկտրական շղթայի աղբյուրում բարձր լարումը,
  • Արտամղման գեներատորներից ԲՀ և ԳԲՀ դիապազոններում էլեկտրամագ նիսական դաշտերը,
  • Սարքավորումներից և տաքացված մակերեւույթներից ջերմանջատումը և ին‎ֆրակարմիր ճառագայթումը,
  • Լազերի կառուցվածքի համար օգտագործվող թունավոր նյութերը։
  • Լազերների շահագործման ժամանակ սարքավորման սանիտարական նորմերն ու կանոնները, որը հաստատվել է 1981 թ.-ին ԽՍՀՄ-ի առողջապահության նախարարության կողմից,
  • Լազերային անվտանգություն։
Այս հոդվածի կամ նրա բաժնի որոշակի հատվածի սկզբնական կամ ներկայիս տարբերակը վերցված է Քրիեյթիվ Քոմմոնս Նշում–Համանման տարածում 3.0 (Creative Commons BY-SA 3.0) ազատ թույլատրագրով թողարկված Հայկական սովետական հանրագիտարանից։ CC-BY-SA-icon-80x15.png