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.
نظرة عامة
- مقالات مفصلة: علوم الليزر
- ليزر
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.
الليزرات الغازية
- مقالة مفصلة: ليزر الغاز
| نوع الليزر والوسط الفعّال | الأطوال الموجية المولدة | أسلوب الضخ | الإستخدامات وملاحظات |
|---|---|---|---|
| هيليوم-نيون | 632.8nm | تفريغ كهربائي | يستخدم في:
مقياس التداخل، التصوير المجسم، المطياف، قارئ الرموز الشريطية، التراصف، الدراسات البصرية. |
| ارغون | 454.6nm، 488.0 nm، 514.5 nm
(351nm، 363.8nm، 457.9 nm، 465.8nm، 476.5nm، 472.7nm، 528.7nm) بالإضافة إلى الترددات التوافقية الثانية التي تعطي قيم: (244nm، 257nm) |
يستخدم في:
العلاج الضوئي لشبكية العين، الطباعة الحجرية، المجهر البؤري، كمصدر ضخ لليزرات أخرى. | |
| كريبتون | 416nm، 530.9nm، 568.2nm، 647.1nm، 676.4 nm، 752.5nm، 799.3nm |
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 | 337.1nm | 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 ، 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 . |
| إكسيمر | 193nm(ArF)، 248nm(KrF)، 308nm(XeCl)، 353nm(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 ) |
التفاعلات الكيميائية للإثيلين وثلاثي فلوريد النيتروجين. | يستخدم في:
البحوث حول أسلحة الليزر. ملاحظات: عند عمله بنمط الموجة المستمرة يمكنه أن يعطي قدرة تصل إلى حدود الميغاواط. |
| فلوريد-الديوتيريوم | حوالي 3800nm
(3.6 إلى 4.2μm) (حوالي 90% النفوذية ) |
التفاعلات الكيميائية. | ملاحظات:
نموذج تجريبي عسكري للولايات المتحدة. |
| ليزر الاوكسجين واليود الكيميائي
COIL |
1.315μm
(<70% النفوذية ) |
التفاعلات الكيميائية لأوكسجين دلتا الأحادي 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
Agil |
1.315μm
(<70% النفوذية ) |
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
- مقالة مفصلة: ليزر السائل
| نوع الليزر والوسط الفعّال | الأطوال الموجية المولدة | أسلوب الضخ | الإستخدامات والملاحظات |
|---|---|---|---|
| ليزر الصبغة | 390-435nm (سيلبين )،
460-515nm (كومارين 102)، 570-640nm (رودامين 6G )، وأنواع أخرى.. |
بإستخدام ليزرات أخرى، أو مصباح ومضي . | 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
- مقالة مفصلة: ليزر الحالة الصلبة
| نوع الليزر والوسط الفعّال | الأطوال الموجية المولدة | أسلوب الضخ | الإستخدامات والملاحظات |
|---|---|---|---|
| ليزر الياقوت | 694.3nm | مصباح ومضي | يستخدم في:
التصوير المجسم، إزالة الوشوم. ملاحظات: أول ليزر مرئي تم توليده عام 1960. |
| (غرانيت إيتريوم الومنيوم المطعّم بالنيودميوم)
Nd:YAG |
1.064μm، 1.32μm | مصباح ومضي ، ثنائي ليزري. | يستخدم في:
تشكيل المواد، قياس المدى، تحديد الهدف بالليزر، الجراحة، إزالة الوشوم، إزالة الشعر، البحوث، ليزر طب الأسنان ، ويستخدم كمصدر ضخ لليزرات أخرى. ملاحظات: احد أكثر انواع الليزر عالية الطاقة شيوعاً، غاباً ما يستخدم بالنمط النبضي (بحدود النانوثانية). |
| نيودميوم/كروميوم:ياغ
Nd:Cr:YAG |
1.064μm، 1.32μm | إشعاع شمسي | يستخدم في:
إنتاج مساحيق النانو الإختبارية.[3] |
| إربيوم:ياغ
Er:YAG |
2.94μm | مصباح ومضي، ثنائي ليزري | يستخدم في:
تقشير الجلد، ليزر طب الأسنان . |
| فلوريد إيتريوم ليثيوم المطعّم بالنيودميوم.
Nd:YLF |
1.047 و 1.053μm | مصباح ومضي، ثنائي ليزري | يستخدم في:
غالباً في الضخ النبضيالضخ النبضي لأنواع معينة من الليزرات النبضية مثل ليزر (ياقوت-تيتانيوم) مع تضاعف التردد. |
| إيتريوم أورثوفاناديت 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.
Nd:YCa4O(BO3)3 اختصاراً Nd:YCOB |
حوالي 1.060μm
(حوالي 530nm 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 351nm في تطبيقات الاندماج النووي. |
| الياقوت تيتانيوم
Ti:sapphire |
650-1100nm | ليزرات أخرى | يستخدم في:
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 فائقة الشدة. |
| (غرانيت إيتريوم الومنيوم المطعّم بالثوليوم)
ثوليوم:ياغ Tm:YAG |
2.0μm | ثنائي ليزري | يستخدم في: |
| (غرانيت إيتريوم الومنيوم المطعّم بالإتيربيوم)
إتيربيوم:ياغ Yb:YAG |
1.03μm | ثنائي ليزري، مصباح ومضي | يستخدم في:
التبريد بالليزر، تشكيل المواد، بحوث النبضات فائقة القصر ، 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 ، 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 المطعّم بالهولميوم)
هولميوم:ياغ Ho:YAG |
2.1μm | يستخدم في:
ليزر طب الأسنان ، 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 316nm | تضاعف ترددي رباعي
ليزر نيودميوم:ياغ، ليزر إكسيمر، ليزر بخار النحاس. |
يستخدم في:
التحسس الجوي النائي، ليدار، بحوث البصريات. |
| زجاج الفوسفات المطعّم بالبروميثيوم 147
147Pm+3:Glass |
933nm، 1098nm | 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 ) مطعّم بالكروم. | عادة ما ينضم بين 700 إلى 820nm | مصباح ومضي، ثنائي ليزري.
القوس الزئبقي (لنمط الموجة المستمرة) |
يستخم في: |
| 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 | 708.5nm | ملاحظات:
تم إستخدامه عام 1961 في مختبرات بحوث IBM مع استخدام التبريد بالهيليوم السائل، لا يوجد استخدام له في الوقت الحالي. | |
| ليزر | 2.3-3.3μm | ليزر الأيون | يستخدم في: |
ليزرات أبخرة المعادن
| نوع الليزر والوسط الفعّال | الأطوال الموجية المولدة | أسلوب الضخ | الإستخدامات والتطبيقات |
|---|---|---|---|
| هيليوم-كادميوم
HeCd |
325nm، 441.563nm | 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 |
567nm، 615nm | 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 |
224.3nm | يستخدم في:
البحث العلمي. | |
| ليزر بخار السترونشيوم | 430.5nm | يستخدم في:
البحث العلمي. | |
| نيون-نحاس [5] NeCu |
248.6nm | التفريغ الكهربائي في بخار المعدن الممزوج بغاز نيون خامل. | يستخدم في:
البحوث العلمية: مطيافية فلورية ومطيافية رامان.[6][7] |
| ليزر بخار النحاس | 510.6nm، 578.2nm | تفريغ كهربائي | يستخدم في:
طب الجلد، التصوير عالي السرعة، ضخ ليزرات الصبغة. |
| ليزر بخار الذهب | 627nm | يستخدم في:
طب الجلد، العلاج الضوئي الديناميكي.[8] ملاحظات: نادر الاستخدام. | |
| بخار المنغنيز
(Mn/MnCl2) |
534.1nm | تفريغ كهربائي نبضي | ملاحظات:
نادر الاستخدام. |
ليزرات أشباه الموصلات
- مقالة مفصلة: ثنائي ليزري
| 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
InGaN |
0.4-0.5μm | يستخدم في:
أجهزة عرض الفيديو المنزلية، كمصدر ضوئي في أغلب أجهزة العرض الصغيرة الحديثة. | |
| فوسفيد ألومنيوم غاليوم إنديوم
AlGaInP 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 (780nm) في المشغلات العامة لأقراص الدي-في-دي عند طول موجة (650nm) في كتابة أقراص الدي-في-دي عند طول موجة (630nm) الأكثر شيوعاً في العالم. | |
| فوسفيد زرنيخيد غاليوم اينديوم
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
(VCSEL) |
850–1500nm، تعتمد القيمة على نوعية المادة. | يستخدم في:
الإتصالات | |
| ليزر التتابع الكمي | 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 | 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 (0.1nm إلى عدة مليمترات). | حزمة إلكترونية نسبوية. | أبحاث الغلاف الجوي، علم المواد، تطبيقات طبية. |
| الغاز الديناميكي | 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 7.3nm | 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 10nm، من الممكن استخدامه في التصوير المجسم والمجهرية عالية الدقة. |
| ليزر رامان ، 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 للإتصالات، توليد وتكبير موجات سوليتون بصرية. |
| ليزر الضخ النووي | أشعة-اكس خفيفة | إنشطار نووي، عن طريق: مفاعل، قنبلة. | يستخدم في:
برامج الأسلحة، الأبحاث. |
| ليزر أشعة غاما | أشعة غاما | غير معروف | نظرياً فقط. |
| ليزر الجاذبية | طويل جداً (مدى موجات الجاذبية) | غير معروف | نظرياً فقط. |
المراجع
- Handbook of laser wavelengths. Boca Raton: CRC Press. 1999. . OCLC 39024709. مؤرشف من الأصل في 25 أبريل 2020.
- Tunable laser optics (الطبعة Second edition). Boca Raton, FL. . OCLC 900602679. مؤرشف من الأصل في 25 أبريل 2020.
- 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 (باللغة الإنجليزية). 3 (5): 053102. doi:10.1063/1.3643267. ISSN 1941-7012. مؤرشف من الأصل في 13 أغسطس 2019.
- Tokurakawa, Masaki; Takaichi, Kazunori; Shirakawa, Akira; Ueda, Ken-ichi; Yagi, Hideki; Yanagitani, Takagimi; Kaminskii, Alexander A. (2007-02-12). "Diode-pumped 188fs mode-locked Yb3+:Y2O3 ceramic laser". Applied Physics Letters (باللغة الإنجليزية). 90 (7): 071101. doi:10.1063/1.2476385. ISSN 0003-6951. مؤرشف من الأصل في 13 أغسطس 2019.
- 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 (باللغة الإنجليزية). 72 (12): 4452–4459. doi:10.1063/1.1369627. ISSN 0034-6748. مؤرشف من الأصل في 13 أغسطس 2019.
- 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. . مؤرشف من الأصل في 11 يونيو 2018.
- "Photon Systems Deep-UV NeCu laser to power Mars 2020 Raman fluorescence instrument". www.laserfocusworld.com. مؤرشف من الأصل في 17 مارس 202025 أبريل 2020.
- Dye laser principles, with applications. Boston: Academic Press. 1990. . OCLC 20320418. مؤرشف من الأصل في 25 أبريل 2020.
- 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.
- "End of Lead Salt Laser Production". lasercomponents. مؤرشف من الأصل في 10 أغسطس 201624 أبريل 2020.
- Zhang, J. (1997-05-16). "A Saturated X-ray Laser Beam at 7 Nanometers". Science. 276 (5315): 1097–1100. doi:10.1126/science.276.5315.1097. مؤرشف من الأصل في 25 أبريل 2020.