لینک پرداخت و دانلود *پایین مطلب*
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه27
لیزرهای الکترون آزاد
هانری فرویند و رابرت پارکر
الکترونها به کمک میدان مغناطیسی می توانند در امواج نوری انرژی بدمند . پرتو شدیدی که حاصل می شود می تواند ساختارهای بلوری را بکارد و احتمالاً موشکها را در فضا منهدم کند .
لیزر الکترون آزاد علی الوصول چشمه نور بسیار قابل انعطافی است ، بازده آن زیاد است عملاً روی طول هر موجی کوک می شود . در توانهای زیاد کار می کند و البته نور همدوس تولید می کند . در صورتی که لیزرهای گازی و حالت جامد فقط در طول موج هایی که خاص گذارهای انرژی مواد فعال آنهاست می توانند نور تولید کنند . اگر چه لیزرهای زرینه ای را هم می توان روی نواری باریکی از طول موجها کوک کرد . ولی دمش نوری آنها ( معمولاً ) مستلزم لیزر گازی است و بعلاوه این لیزرها فقط در توانهای نسبتاً کم می توانند کار کنند . نکته دیگر اینکه ، بر خلاف لیزرهای مداول که نوعاً فقط تا چند درصد از انرژی دریافتی را به نور تبدیل می کنند بازده بالقوه لیزرهای الکترون آزاد به 65 درصد نیز می رسد . از لیزرهای الکترون آزاد تا کنون در آزمایشهایی در زمینه های گوناگون از فیزیک حالت جامد گرفته تا زیست شناسی مولکولی استفاده شده است و فعلاً روی تکمیل گونه هایی از آن برای مقاصد مختلف نظامی از جمله سلاحهایی برای هدایت انرژی کار می شود .
تا کنون لیزرهای الکترون آزاد عمدتاً به آزمایشگاه محدود بوده اند و اغلب آنها در مجاورت شتاب دهنده های الکترون ساخته شده اند . اگر چه لیزر الکترون آزاد توانایی آن را دارد که در طول موج های میکرو موج تا فرابنفش نور گسیل کند اما پژوهشگران در به کار انداختن آن در طول موجهای مرئی و کوتاهتر با دشواریهایی مواجه بوده اند . لیزرهای الکترون آزاد بتازگی جایگاه خود را پیدا کرده اند . برای آنها شتاب دهنده هایی مطابق ضرورتها طراحی می شود . و تجهیزاتی برپا می شود تا دست اندر کاران رشته های دیگر نیز بتوانند از برکات این چشمه جدید نور شدید بهره مند شوند .
در لیزر الکترون آزاد نیز مثل لیزرهای معمولی ، نور همدوس توسط الکترونها گسیل می شود اما در این مورد ( چنانکه از اسم لیزر هم پیداست) الکترونها به جای آنکه به اتمهای ماده فعال لیزر مقید شوند به شکل باریکه ای در خلاء حرکت می کنند . چون الکترونها آزادند طول موجی که گسیل می کنند به گذار مجاز میان دو تراز انرژی یک ماده خاص محدود نمی شود . در اصطلاح مکانیک کوانتمی ، الکترون در اثر انتقال از یک تراز انرژی به تراز دیگر در پیوستاری از ترازها نور گسیل می کند . البته این فرایند را صرفاً با نظریه الکترو مغناطیس کلاسیک نیز می توان توصیف کرد . نور این لیزرها در اثر برهم کنش سه عامل تولید می شود :
باریکه الکترون ، یک موج الکترو مغناطیسی که در همان راستای حرکت الکترونها در کاواک لیزر حرکت می کند و یک میدان مغناطیسی که در فضا دوره ای است و به وسیله یک مجموعه آهنربا مشهور به ویگلر ایجاد می شود . تاثیر میدان مغناطیسی ویگلر روی الکترونها طوری است که الکترونها به موج الکترومغناطیسی انرژی می دهند . این انرژی باعث تقویت موج می شوند و بعداً لیزر آن را گسیل می کند .
وقتی موج نور از میان میدان مغناطیسی مواجی نظیر آنچه ویگلر ایجاد می کند می گذرد تغییرات فضایی میدان ویگلر با تغییرات میدان الکترومغناطیسی موج نور ترکیب می شود و یک موج زنش به وجود می آید که اساساً نقش تداخل این دو موج است . بسامد موج زنش با بسامد موج نور یکی است . ولی عدد موج آن برابر با مجموع عدد موجهای باریکه نور و میدان ویگلر است .
تحقیق درباره بررسی لیزرهای الکترون آزاد
