ولتاژها:

همان طور که قبلا نيز بيان شد ، دمش در ليزر هاي گازي از نوع تخليه الکتريکي است که توسط ولتاژ هاي بالا انجام مي شود .از آنجا که دمش در ليزر هاي co2 طي دو مرحله انجام مي شود ، بنابر اين ابتدا بايد توسط تخليه الکتريکي ولتاژ بالا اتم هاي نيتروژن را تحريک کنيم تا به حالت برانگيخته برسند و با انتقال انرژي خود به مولکول هاي co2 عمل ليز آغاز شود .
اوين حالت تحريکي ازت تقريبا در 0.3 الکترون ولت است . بنا بر تجربه براي شروع عمل ليز به 2 الکترون ولت انرژي نياز دارد .
لازم به ذکر است که ليزر هاي co2 با جريانDC يا جريان متناوب AC با فرکانس خيلي پايين کار مي کند. البته جريان هاي AC در ليزر هايي استفاده مي شود که به صورت ضرباني دمش مي شوند و خروجي ناپيوسته دارند .
در مورد ليزر هاي co2 ولتاژي را برابر با 10 تا 15 کيلو ولت DC به ازاي هر متر تخليه الکتريکي استفاده مي کنيم . که حدود جريان الکتريکي ما بين 10 تا 15 ميلي آمپر است .
براي ايجاد جريان DC مي توانيم از يکسو کننده هاي جريان AC استفاده کنيم تا به ولتاژ آغازين 10 کيلو ولت برسيم .
در ليزر هاي co2 نياز نداريم که از سيستم هاي ولتاژ بالا با قابليت تنظيم استفاده کنيم . اما استفاده کردن از چنين سيستمي که قابليت تنظيم ولتاژ خروجي را داشته باشد براي تنظيم قدرت خروجي ليزر مناسب ست.چرا که هر چه ولتاژ بالاتري به کار ببريم ، عمل ليز با قدرت بيشتري انجام مي شود.
ولتاژ بالاي اعمال شده به دو سر تيوپ ليزر اعمال مي شود ، يک ميدان يکنواخت در سر تا سر لوله ايجاد ميکند و الکترونها در اين ميدان شتاب مي گيرند و با برخورد به ديگر اتم ها آنها را تحريک مي کنند.
گاهي اوقات قبل از عمل تخلي گاز را کمي يونيزه مي کنند . اين عمل به کمک يک پالس ولتاژ بالا که به يکي از الکترود ها اعمال مي شود يا به کمک ي سيم کوتاه که به دور لوله پيچيده شده ، انجام مي گيرد . در اين روش هم الکترون ها و هم يون ها و هم مولکول هاي خنثي در محيط وجود دارند . الکترونهايآزاد توسط ميدان الکتريکي شتاب گرفته و به سمت آنود حرکت مي کنند.
نکته اي که به هنگام تنظيم ولتاژ مناسب در نظر مي گيريم اين است که ولتاژ اعمال شده را از مرز 15 کيلو ولت آغاز ميکنيم . ولتاژ را اندک اندک افزايش ميدهيم تا يک باريکه نوري موازي و درخشان در مرکز کاواک ليزر مشاهده شود . در چنين حالتي ولتاژ اعمال شده ولتاژ مناسبي است.
لازم به ذکر است که استفاده از ولتاژ هاي بالا به مراقبت بسيار زيادي نياز دارد .
از سيم هاي رابط عايق استفاده کنيد و هر جا که سيم پوشش خود را از دست مي دهد آان را عايق کنيد . سيستم ولتاژ بالا و خود دستگاه ليزر بايد بر روي پايه هاي محکم و بدون لغزش نصب شده باشد تا از هر گونه لغزش و خطر احتمالي برخورد سيم ها جلو گيري شود.
به هنگام کار کردن با چنين سيستمي بسيار دقت کنيد تا سيمهاي کاتد و انود 2 اينچ به ازاي هر 10 کيلو ولت از هم فاصله داشته باشند. تا از هر گونه جرقه زدن و اتصال کوتا اجتناب شود.

الکترود ها :

يکي از مهمترين اجزاي يک ليزر الکترود هاي آن مي باشد. همان طور که قبلا نيز اشاره شد ، الکترود ها با آزاد کردن الکترون هاب اوليه نقش مهمي در شروع عمل ليز ، ايفا مي کنند . در ليزر هاي مختلف ، انواع متعددي از الکترودها استفاده مي شود. در ليزر هاي co2 به طور معمول از الکترود هايي از جنس آلو مينيوم استفاده مي شود. چراکه آلومينيوم داراي الکتونهاي ظرفيت مناسب جهت ازاد شدن توسط ولتاژ بالا مي باشد . همچنين از انجا که سطح الومينيوم هميشه پوشيده از يک لايه اکسيد آلومينيوم است اين امر به ازاد کردن الکترون هاي بيشتري کمک مي کند. در طرح ليزر از ورقه هاي نازک و انعطاف پذير آلومينيوم براي ساخت کاتد و آنود استفاده مي کنيم . روش کار به اين صورت است که درو قطعه ورقه الومينيوم با عرض 3 و طول 15 سانتي متر تهيه مي کنيم . سپس اين ورقه ها را به شکل استوانه هايي هم قطر با تيوپ ليزر يعني به قطر 2.5 سانتي متر لوله مي کنيم و در دو انتهاي تيوپ ليزر فرو ميکنيم . سپس يک سانتي متر از هر طرف را از لوله خارج کرده و بر روي خود تيوپ خم مي کنيم . پس از اتصال سيم هاي رابط جريان به ورقه هاي آلومينيوم ، آن قسمت از تيوپ را که ورقه هاي آلومينيوم بر روي آن تا خورده به شدت عايق بندي مي کنيم تا از هرگونه تماس با آن ها غير ممکن شود .
لازم به ذکر است ، سيتم آينه ها و پيچ هاي تنظيم که قبلا توضيح داده شد بايد پس از عايق بندي الکترود ها و لوله کاواک به انتهاي ليزر متصل شود. چراکه اگر بدون عايق بندي عمل شود ، خطر برق گرفتگي وجود دارد.

محاسبه تقريبي توان ليزر :

ليزر هاي گونتگون با نوجه به سيستمي که در ساخت آنها به کار برده شده از قبيل : نوع ماده ليزي ، طول کاواک ليزر ، روش هاي گوناگون دمش و نوع سيستم خنک کننده داراي توان هاي خروجي متفاوتي هستند.
براي محاسبه توان خروجي ليزر روش هاي گوناگوني وجود دارد که بسياري از آنها حاوي فرمول هاي سخت و پيچيده است و نياز مند اطلاعات دقيقي از قسمت هاي مختلف دستگاه مي باشد .
در اينجا يک راه پيشنهادي و ساده جهت محاسبه توان تقريبي ليزر ارائه مي شود که مي تواند مفيد باشد .
جهت محاسبه توان خروجي، پرتوي ليزر را به يک مايع که ظرفيت گرمايي آن براي ما مشخص است مي تابانيم و در مدت زمان تابش ، تغييرات دمايي را اندازه مي گيريم . با محاسبه انرژي گرمايي مي توان توان خروجي ليزر را از رابطه معروف p=w/t بدست آورد . يکي از مناسب ترين مايعاتي که مي توان از آن استفاده کرد آب مي باشد . چرا که ظرفيت گرمايي آن مشخص است و به راحتي در دسترس مي باشد . اما براي محاسبه توان دقيق بايد ضريب بازتابش سطح آب را نيز به هنگام محاسبات در نظر بگيريم .چرا که مقداري از پرتوي تابيده شده به سطح آب ، توسط سطح بازتابيده مي شود . استفاده از مايعاتي با ظريب بازتابش کمتر ، محاسبات را دقيقتر مي کند.

تلفات ليزر :

راه هاي متفاوتي براي اتلاف در ليزر وجود دارد که به کاهش توان خروجي ليزر منجر مي شود . در زير به برخي از آنها اشاره مي شود که تلاش براي رفع هر کدام از موارد ذکر شده باعث افزايش توان خروجي ليزر است .
جذب و پراکنده کردن نور توسط آينه ها .
پراش از لبه آينه ها .
عبور نور از آينه ها قبل از رسيدن به حد آستانه تابش .
پخش و پراکندگي پرتوها توسط ماده ليزري به دليل عدم يک نواختي ماده از نظر اپتيکي .
جذب ماده ليزري و گسيل تابش هايي که مورد نظر ما نيست.
کاهش توان خروجي به دليل گرماي حاصله از عمل ليز که ميتواند باعت بالا رفتن دماي آينه ها ، کاواک ليزر و يا الکترود ها شود .
کاهش توان خروجي به دليل عدم وجود خلا کامل در کاواک قبل از جريان دادن گاز درون کاواک.
تعدادي از عوامل اتلاف ذکر شده از جمله تلفات ناشي از گرم شدن سيستم و يا پراش از لبه هاي آينه ها قابل رفع است که قبلا در مورد آنها توضيح داده شد . تعدادي ديگر از عوامل نيز با استفاده از مواد مناسب در ساخت ليزر قابل رفع است .
به طور کلي هر جه بيشتر بتوانيم در رفع عوامل بالا تلاش کنيم ، توان خروجي بيشتري خواهيم داشت .

ايمني ليزر :

بيشتر ليزر ها تابشي گسيل مي کنند که با احتمال خطر همراه است . درجه خطرناکي ليزر به مشخصات خروجي ليزر ، طريقه استفاده و تجربه فردي که از آن استفاده مي کند بستگي دارد .
از مشخصه هاي تابش ليزر جمع شوندگي پرتوي آن است . اين امر به همراه انرژي بالاي ليزر مي تواند انرژي زيادي به بافت هاي فيزيو لوژيکي بدن منتقل کند.از آنجا که پرتو هاي ليزر داراي طول موج هاي متفائتي هستند ، مي توانند به بافت هاي مختلف بدن با توجه به قابليت جذب آنها آسيب برسانند . جذب تابش باعث افزايش دما مي شود و به قطع شدن اتصالات مولکولي مي انجامد .
يکي از آسيب پذير ترين قسمت هاي بدن تا آنجا که به تابش ليزر مربوط مي شود ، چشم انسان است . اين امر به اين دليل است که عدسي چشم ، پرتوي تابيده شده از ليزر را در ناحيه اي به شعاع حدود چندين برابر طول موج ليزر با چگالي بالاي انرژي متمرکز مي کند .
ميزان خسارت به طول موج بستگي دارد به طوري که تابش در نواحي ماورائ بنفش و مادون قرمز که توسط قرنيه جذب مي شود ، باعث صدمه ديدن آن مي شود و جذب در ناحيه مريي باعث آسيب ديدن شبکيه مي گردد.
اين جذب ها توسط چشم مي تواند به سوختگي يا نقص بينايي منجر شود .
پوست مي تواند بيشتر از چشم مورد تابش قرار گيرد . پوست ممکن است در تابندگي سطح بالا تاول بزند و يا آسيب کمتري ببيند . در مورد پوست هم ميزان خسارت به طول موج تابش و ميزان جذب بستگي دارد به يژه در محدوده پرتوهاي ماورائ بنفش .
معمولا مکان هايي که دستگاه هاي ليزر در آن ها قرار دارد ، با چراغ هاي اخطار و متوقف کننده هاي پرتو تجهيز مي شوند . در اين مکان ها از موادي که بازتاب کننده پرتو هستند نيز استفاده مي گردد . به هنگا کار کردن با لبزر ها بايد از عينک هاي محافظ چشمي استفاده کرد و با توجه به اينکه در ليزر ها معمولا از مولد هاي ولتاژ بالا استفاده مي شود ، رعايت نکات ايمني در اين مورد نيز ضروري مي باشد .

منابع :

Sams FAQ in laser construction
Laser principle and application /J.Wilson – J.F Havaks
Laser miloni

منبع:cloudysky /س