توسط: شیوا عباسیان
لیزر، نور تقویت شده و پرانرژی است که در شرایط عادی در طبیعت وجود ندارد ولی با فناوری و وسایل خاص می توان آن را ایجاد نمود. لیزر با منابع نور معمولی تفاوت‌هایی دارد که باعث قابلیت و کاربردهای خاص لیزر می شود. از عمر لیزر بیش از 50 سال می گذرد و در سال‌های اخیر جایگاه ویژه‌ای در جهان پیدا کرده است به گونه ای که بسیاری از زمینه های اصلی رشد و فناوری و توسعه صنعتی به آن مرتبط شده است. لیزر در پژوهش و تولید علم و فناوری یکی از ابزارهای اصلی محسوب می‌شود و انجام بسیاری از پژوهش های حساس و راهبردی که امروزه در مراکز علمی و پژوهشی جهان صورت می گیرد بدون آن امکان پذیر نیست.
مرکز ملی علوم و فنون لیزر ایران به عنوان یک مرکز تحقیقاتی در سال 1385 برای اجرای طرح های ملی که برای کشور از نظر زمانی و اجرایی اهمیت دارد ایجاد شد. هدف از ایجاد این مرکز مهم علاوه بر پیگیری طرح های ملی، توجه به فناوری لیزر در برنامه های کوتاه مدت و بلند مدت توسعه اقتصادی و صنعتی کشور است. این مرکز متشکل از آزمایشگاه های پیشرفته و مجهز است و مأموریت دارد تا طرح های ملی در زمینه علوم و فنون و کاربردهای لیزر را انجام دهد. این طرح ها معمولاً به دلیل گستردگی عملیات و حساسیت فرآیندهای اجرائی، توسط دیگر مراکز قابل انجام نیست.
مرکز ملی علوم و فنون لیزر ایران بستر لازم برای تحقیقات و کاربری لیزر، گسترش علوم و فنون مرتبط با لیزر، آموزش های نظری و کاربردی در سطوح مختلف را فراهم نموده و منجر به ایجاد و یا بومی شدن دانش فنی لازم برای ایجاد صنایع ضروری و تأمین نیازهای اساسی کشور شده است. این مرکز آن‌چه را از فناوری لیزر که مستقیماً انتفاع جامعه را به همراه دارد، در قالب بسته های دانش فنی تدوین نموده و در اختیار شرکت‌های دانش بنیان قرار داده است. این شرکت‌ها اقدام به تولید انواع لیزرهای صنعتی و پزشکی و دانشگاهی، اقلام اپتیک و لیزر نموده و نیز خدمات لیزری عمومی و تخصصی شامل انواع جوشکاری، برشکاری، سوراخکاری، سخت کاری و... را در دستور کار خود دارند.
فناوری لیزر در حال حاضر جزو فناورهای پیشرفته در سطح جهانی محسوب می شود و روند توسعه روز افزون آن خیره کننده است. هر چند فناوری لیزر از نظر سطح فناوری در کنار فناوری های مطرح دیگر در سطح ملی و بین‌المللی نظیر فناوری هوافضا، سلول‌های بنیادی، نانو و فناوری هسته ای قرار می گیرد اما از نگاه جهانی به علت گستردگی دامنه¬ی کاربردهای آن در عرصه ها و علوم مختلف از سطح اهمیت بالاتری برخوردار است.
منابع لیزری عمده مورد استفاده
1- لیزرهای نیمه هادی 2- لیرزهای دیسک
3- لیزرهای فیبر 4- منابع لیزری راد
برخی از اقلام مورد استفاده، در مراکز و شرکت‌های دانش بنیان وابسته به این مرکز تولید می‌شوند.
اجزا و المان‌های لیزر
1- اپتیک 2- لایه نشانی 3- رشد بلور
کاربرهای لیزر
لیزر با وجود استفاده وسیع و روز افزون در رشته‌های مختلف علوم زمین و از جمله شیمی تجزیه مواد معدنی، هنوز هم نویدهای زیادی برای آینده دارد. با توجه به ساخت لیزرهای جدید با کاربری وسیع و تکامل روشهای قدیمی ، در آینده می‌توان شاهد تحولات عظیم در استفاده گسترده از لیزر در علوم مختلف از جمله اکتشافات مواد معدنی و زمین شناسی بود.
هواپیمای بدون سرنشین) Unmanned Aerial vehicle,UAV)) یا پهباد های لیزری فناوری نسبتا جدیدی می باشد که امروزه تحول عظیمی در صنایع نظامی،تجاری و تحقیقات علمی ایجاد کرده است.با استفاده از این فناوری در حوزه نقشه برداری و اکتشافات هیدروکربوری و معدنی ،راهسازی و عمرانی ،کشاورزی ،حفظ محیط زیست و.... از جمله موارد قابل ذکر است.مزیت اصلی این فناوری ارائه تصویر از نقاط مختلف زمین با اطلاعات برداشتی سریع ،با دقت و رزولوشن بالا و ارزان از محدوده مورد مطالعه است.علاوه بر این اخذ اطلاعات و تصاویر جدید و تکراری از مناطق در حال تغییر(حین مخاطرات زمینی ،تغییرات محیطی و.....)و به نقشه در آوردن آنها از دیگر برتریهای این فناوری است.چیزی که با روشهای سنتی عکاسی و دریافت اطلاعات هوایی و زمین شناسی امکانپذیر نیست.تهیه انواع نقشه های هوایی توسط روشهای لیزر هوایی یا لیدار(LiDAR) و فتوگرامتری هوایی، برداشت اطلاعات ژئوفیزیک (مگنتیک و الکترو مگنتیک)، تهیه نقشه‌های زمین‌شناسی، نقشه‌های اکتشافی، مطالعات زمین‌شناسی و شکستگی‌ها، توپوگرافی و آب‌شناسی، تهیه نقشه‌های بعد از مخاطرات طبیعی(زلزله، آتشفشان، سیل، زمین لغزش) بررسی‌های باستان‌شناسی و... نیز از جمله دیگر کاربردهای این روش در علوم زمین است (دکتر بهروز اسماعیلی دیزجی).
هم‌چنین در صنعت معدن، لیدارها مناطق حفاری را نقشه‌برداری می‌کنند و حجم برداشت خاک را تعیین می‌کنند. در نقشه برداری، لیدار ساختمان‌ها و مناطق اطراف را برای توسعه آینده نقشه‌برداری می‌کند. هم‌چنین سیستم لیدار مورد استفاده در جو، یک توزیع سه بعدی از مخلوط گاز و هوا و مولوکولها را انجام میدهد. این کار جهت مشخصه یابی همه چیز، از آلودگی گرفته تا نحوة توزیع ابرها، باد و حتی تابشهای آتش فشانی به کار می‌رود.
کاربرد دستگاه لیزر در صنعت سنگ به خصوص به منظور حکاکی بر روی سنگ، با استقبال بسیار زیادی مواجه شده است .انواع دستگاه لیزر برای این منظور آماده سازی شده است. برای این کار ،از طرح مورد نظر یک اسکن گرفته می‌شود، سپس به وسیله کامپیوتر آن را در یک برنامه دو بعدی اجرا کرده و بعد از تنظیمات لازم در نرم‌افزار لیزر آن را بر روی سنگ مورد نظر خروجی می‌گیرند. آثار سنگی حکاکی شده توسط لیزر ظرافت، زیبایی و ماندگاری دارد.
دستگاه برش لیزر دستگاهی است که برای برش لیزری فلزات و هم‌چنین غیر فلزات کاربرد دارد. از این دستگاه بیشتر در زمینه صنعت استفاده شده و با استفاده از آن می‌توان بر روی اجسام مختلف برش ایجاد کرد یا اشکال مختلف را بر روی آن حکاکی کرد. دستگاه برش لیزر فلزات برای حکاکی بر روی فلزات و غیر فلزات محدودیتی ندارد و می‌توان هر طرحی که مد نظر است را ابتدا در کامپیوتر طراحی کرد و سپس بر روی فلز موردنظر پیاده سازی کرد.
- کاربرد دستگاه لیزر در بخش پزشکی
در بخش پزشکی با توجه به گستردگی این رشته لیزر نیز کاربردهای فراوانی دارد که از جمله می‌توان به بخش مفاصل اشاره داشت. درمان روماتیسم مفصلی، شکستگی مفاصل و استخوان‌ها و تورم حاصل از پیچ خوردگی مفاصل و... توسط لیزر انجام می‌شود. در بخش قلب و عروق از لیزر درمانی در درمان بیماری‌های ایسکمی قلبی، فشارخون، ضایعات انسدادی عروق، آترواسکلروزیس و... استفاده می‌شود.
برای درمان بیماری‌های گوش وحلق و بینی، بیماری‌های کلیه و مجاری ادراری، بیماری‌های پوستی، انواع سردرد به خصوص میگرن، معاینات اولیه و بینایی سنجی و عمل‌های لیزیکی نیز که برای بازگرداندن نمره چشم به حالت اولیه می‌باشد از لیزر استفاده می‌شود.
- کاربرد لیزر در فاصله یابی
یافتن فاصله مورد نظر دریایی و هوایی و حتی زمینی که اندازه‌گیری آن به روشهای معمول مانند مترهای دستی و غیره امکان پذیر نمی‌باشد از نور لیزر بهره می‌گیرند. اساساً یک لیزر از یک منبع توان، یک سلول فتوالکتریک و یک کامپیوتر رقمی کوچک تشکیل می‌شود که نور بازتابنده و زمان رفت و برگشتی نور تعیین کننده این اندازه گیری می‌باشد.
در زمینه شیمی از لیزر هم برای تشخیص و هم برای ایجاد تغییرهای شیمیایی برگشت ناپذیر استفاده شده است. هم‌چنین برای اندازه گیری غلظت و دمای یک نمونه مولکولی در یک ناحیه محدود از فضا به کار می رود. و در زیست شناسی از لیزر برای ایجاد تغییر برگشت ناپذیر در مولکول‌های زنده و یا اجزای تشکیل دهنده سلول هم استفاده می‌شود.
هم‌چنین استفاده از لیزر برای سنتز و مطالعه اجزا، خوشه‌های فلزی و کربن مورد توجه خاص خواهد بود. چشم‌انداز آینده، استفاده از لیزر در تولید و سنتز مواد حیاتی مهم با کم‌ترین هزینه خواهد بود.
منبع: مرکز ملی علوم و فنون لیزر ایران http://inlc.ir و مقاله‌های مرتبط در زمینه کاربردهای لیزر
1. See https://goo.gl/Fs4VDH.
2. E. S. Douglas et al., IEEE Geosci. Remote Sens. Mag. (2015); doi:10.1109/LGRS.2014.2361812.
3. G. A. Howe et al., J. Appl. Remote Sens., 9, 095979 (2015).
آدرس: تهران - خیابان کارگر شمالی - انتهای امیرآباد شمالی - خیابان بیستم (ابطحی غربی)
