.لیزر گازی به سه دسته اتمی و یونی و مولکولی تقسیم می شود عملکرد لیزر گاز کربونیک در تولید پرتو بررسی شده و به کاربردهای آن پرداخته ایم.

1. ‫آن‬ ‫انواع‬ ‫و‬ ‫کربونیک‬ ‫گاز‬ ‫لیزر‬
‫ارا‬‫ئه‬:‫فاطمه‬‫قزلباش‬
1

2. 2
‫گازی‬ ‫لیزر‬
‫اتمی‬
‫مولکولی‬
‫یونی‬
‫انواع‬

3. 3
‫بکدو‬ ‫اد‬ ‫اک‬ ‫اتاقکک‬ ‫یکک‬ ‫داخل‬ ‫گاز‬ ‫خاصی‬ ‫نوع‬ ‫گازی‬ ‫لیزرهای‬ ‫در‬‫ن‬
‫است‬ ‫جریان‬ ‫درز‬.‫الکترود‬ ‫دو‬ ‫از‬ ،‫یابد‬ ‫می‬ ‫جریان‬ ‫گاز‬ ‫که‬ ‫وقتی‬‫مکی‬
‫ی‬ ‫من‬ ‫بار‬ ‫با‬ ‫دیگری‬ ‫و‬ ‫مثبت‬ ‫بار‬ ‫با‬ ‫یکی‬ ،‫گذرد‬.‫الکترونه‬‫بکین‬ ‫که‬ ‫ایی‬
‫ککال‬ ‫در‬ ‫گککاز‬ ‫اتمهککای‬ ‫کل‬‫ک‬‫داخ‬ ‫الکترونهککای‬ ‫دارنککد‬ ‫جریککان‬ ‫کا‬‫ک‬‫الکتروده‬
‫کنند‬ ‫می‬ ‫پمپ‬ ‫باال‬ ‫انرژی‬ ‫ترازهای‬ ‫به‬ ‫را‬ ‫جریان‬.

4. ‫بازدهی‬
20%
‫چند‬ ‫خروجی‬
‫وات‬ ‫کیلو‬ ‫ده‬
11-9‫میکرو‬
‫متر‬
‫یه‬ ‫نا‬
‫فروسرخ‬
4
‫گاز‬ ‫لیزر‬
‫کربونیک‬

5. co2
N2
He
•‫بین‬ ‫لیزر‬ ‫عمل‬
‫ارتعاای‬ ‫التهای‬
‫مولکول‬co2
•‫قاب‬ ‫افزایش‬‫ل‬
‫ظه‬ ‫مال‬
‫بازدهی‬
5

6. 6
‫تو‬ ‫در‬ ‫کربنیک‬ ‫گاز‬ ‫لیزر‬ ‫عملکرد‬‫لید‬
‫پرتو‬
.1‫اده‬ ‫است‬‫از‬‫گاز‬N2‫بعنوان‬‫گاز‬‫کمکی‬‫به‬‫منظور‬‫ریک‬ ‫ت‬
.2‫بعضی‬‫ترازهای‬N2‫که‬‫کامال‬‫نزدیک‬‫به‬‫ترازهای‬CO2‫ارکت‬‫در‬‫دمش‬
‫الکتریکی‬
.3‫و‬‫برخورد‬N2‫ریک‬ ‫ت‬‫اده‬‫با‬CO 2‫در‬‫الت‬‫پایه‬
.4‫رفتن‬CO2‫به‬‫ترازهای‬‫ریکی‬ ‫ت‬‫مورد‬‫نظر‬
.5‫برگات‬‫اتمهای‬‫ریک‬ ‫ت‬‫اده‬‫به‬‫تراز‬‫انرژی‬‫خوداان‬
.6‫ایجاد‬‫فوتون‬‫با‬‫طول‬‫موج‬‫بین‬9.2‫تا‬10.8‫میکرون‬
.7‫رکت‬‫فوتون‬‫با‬‫توجه‬‫به‬‫میدان‬‫الکتریکی‬‫که‬‫از‬‫آند‬‫به‬،‫کاتد‬‫ب‬‫ه‬‫طرد‬
‫آیینه‬
.8‫برخورد‬‫به‬‫آیینه‬‫سمت‬‫آند‬‫و‬‫مجدد‬‫ریک‬ ‫ت‬‫مولکول‬‫های‬CO2‫و‬‫ایجاد‬
‫فوتون‬
.9‫ادامه‬‫این‬‫روند‬‫تا‬‫روند‬‫تولید‬‫به‬‫یک‬‫مقدار‬‫پایدار‬‫برسد‬

7. •‫ارتعاای‬ ‫طبیعی‬ ‫وجوه‬:
‫مولکول‬N‫در‬ ‫اتمی‬3‫بعد‬3N-6
‫خطی‬ ‫مولکول‬N‫اتمی‬3N-5
‫نتیجه‬ ‫در‬CO2‫دارای‬4‫بااد‬ ‫می‬ ‫ارتعاای‬ ‫وجه‬.
7
‫لیز‬ ‫در‬ ‫لیزری‬ ‫فرآیند‬ ‫انجام‬ ‫چگونگی‬‫ر‬co2

8. ‫متقارن‬ ‫کاای‬ ‫مد‬( V1 ) ‫خمای‬ ‫مد‬( V2 )‫دوگانه‬ ‫تبهگنی‬
‫دارد‬.
‫متقارن‬ ‫نا‬ ‫کایدگی‬ ‫مد‬( V3
)
8
‫مولکول‬ ‫ارتعاای‬ ‫مد‬ ‫سه‬CO2
•‫در‬‫هر‬‫مورد‬‫مرکز‬‫گرانش‬‫ثابت‬‫است‬.
•‫رکت‬‫ارتعاای‬‫مولکول‬‫می‬‫تواند‬‫ترکیبی‬‫از‬‫این‬‫مدهای‬
‫ارتعاای‬‫بااد‬.
•n1 nL
2 n3 )n (‫عدد‬‫کوانتومی‬‫مد‬v‫و‬L‫برآیند‬
‫گاتاور‬‫زاویه‬‫ای‬‫در‬‫برهم‬‫نهی‬‫دو‬‫مد‬‫ارتعاای‬‫خمای‬‫تبهگن‬

9. •‫دورانی‬ ‫و‬ ‫ارتعاشی‬ ‫ترازهای‬:
•‫مولکول‬ ‫کل‬ ‫ارتعاای‬ ‫انرژی‬CO2‫از‬ ‫است‬ ‫عبارت‬
•‫اود‬ ‫می‬ ‫اسبه‬ ‫م‬ ‫زیر‬ ‫رابطه‬ ‫از‬ ‫مولکولها‬ ‫دورانی‬ ‫انرژی‬
‫آن‬ ‫در‬ ‫که‬J،‫دورانی‬ ‫کوانتومی‬ ‫عدد‬D,B‫بااند‬ ‫می‬ ‫مولکولی‬ ‫دورانی‬ ‫ثابتهای‬.
9
( ) 





++





++





+=
2
1
2
1
2
1
,, 332211321 vvvvvvEvib  
( ) ( ) ...11
22
++−+= JDJJBJErot

10. •‫موجود‬ ‫دورانی‬ ‫انرژی‬ ‫ترازهای‬ ‫بین‬ ‫تواند‬ ‫می‬ ‫گذار‬ ،‫مولکولها‬ ‫در‬
‫تراز‬ ‫بین‬ ‫گذار‬ ‫اینکه‬ ‫یا‬ ‫گیرد‬ ‫صورت‬ ‫ارتعاای‬ ‫الت‬ ‫یک‬ ‫در‬‫های‬
‫اود‬ ‫انجام‬ ‫مولکول‬ ‫ارتعاای‬ ‫انرژی‬.
•‫گذ‬ ‫که‬ ‫مختلد‬ ‫دورانی‬ ‫و‬ ‫ارتعاای‬ ‫التهای‬ ‫بین‬ ‫انتخاب‬ ‫قواعد‬‫ارهای‬
‫از‬ ‫عبارتند‬ ‫کنند‬ ‫می‬ ‫تعیین‬ ‫را‬ ‫مجاز‬
∆V: ±1:‫بین‬ ‫مجاز‬ ‫گذار‬ ‫برای‬ ‫ارتعاای‬ ‫کوانتمی‬ ‫عدد‬ ‫دو‬ ‫اختالد‬‫دو‬
‫باید‬ ‫ارتعاای‬ ‫تراز‬1+‫یا‬1-‫بااد‬.
∆J:0,±1:‫ککاز‬‫ک‬‫مج‬ ‫ککذارهای‬‫ک‬‫گ‬ ‫ککرای‬‫ک‬‫ب‬ ‫ککی‬‫ک‬‫دوران‬ ‫ککوانتمی‬‫ک‬‫ک‬ ‫ککداد‬‫ک‬‫اع‬ ‫ککتالد‬‫ک‬‫اخ‬
‫الک‬ ‫دو‬ ‫بکین‬ ‫گکذار‬ ‫بکرای‬ ‫همچنین‬ ‫و‬ ‫ارتعاای‬ ‫الت‬ ‫یک‬ ‫در‬ ‫دورانی‬‫ت‬
،‫ر‬ ‫ص‬ ‫باید‬ ‫ارتعاای‬1+‫و‬1-‫بااد‬.
10

11. ‫در‬‫طید‬‫نگاری‬‫معموال‬‫عدد‬‫کوانتمی‬‫اولیه‬‫را‬‫به‬J``‫و‬‫عدد‬
‫کوانتمی‬‫نهائی‬‫را‬‫به‬J`‫ناان‬‫می‬‫دهند‬.‫الزم‬‫به‬‫توضیح‬‫است‬‫که‬
‫گذار‬‫از‬‫الت‬‫دورانی‬J``=0‫به‬J`=0‫مجاز‬‫نمی‬‫بااد‬.‫انواع‬
‫ااخه‬‫های‬‫ارتعاای‬‫بقرار‬‫زیرند‬:
‫ااخه‬p:
‫ااخه‬Q:
‫ااخه‬R:
11
1```,1
```,0
1```,1
+==
==
−=−=
JJJ
JJJ
JJJ

12. 12

13. ‫الف‬)‫مولکول‬ ‫با‬ ‫الکترونها‬ ‫برخورد‬CO2:
‫مولکو‬ ‫ظرفیت‬ ‫الکترونهای‬ ،‫تیوب‬ ‫سر‬ ‫دو‬ ‫در‬ ‫ولتاژ‬ ‫ادن‬ ‫برقرار‬ ‫از‬ ‫بعد‬‫لهای‬He
،N2‫تی‬ ‫و‬CO2‫مولککول‬ ‫بکا‬ ‫آزاد‬ ‫الکترونهکای‬ ‫ایکن‬ ‫و‬ ‫اده‬ ‫جدا‬CO2‫طبک‬
‫کنند‬ ‫می‬ ‫برخورد‬ ‫زیر‬ ‫فرآیند‬:
‫ب‬)‫مولکول‬ ‫با‬ ‫الکترونها‬ ‫برخورد‬N2:
13
‫کربنیک‬ ‫گاز‬ ‫لیزرهای‬ ‫در‬ ‫دمش‬
( ) ( ) ..100000 0
2
0
2 EKCoCoe +→+
( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( )10000001
..10
0
22
0
22
22
CovNCovN
EKvNvNe
+=→+=
+=→=+

14. •‫ج‬)‫مولکول‬ ‫ریک‬ ‫ت‬CO2‫از‬ ‫باالتر‬ ‫ترازهای‬ ‫به‬00˚1‫برخورد‬ ‫اثر‬ ‫در‬
‫الکترون‬:
14
( ) ( ) ( ) ..10000000 0
2
0
2
0
2 EKConCoCoe +→→+

15. ‫با‬ ‫طولی‬
‫آهسته‬ ‫جریان‬
‫گاز‬
‫با‬ ‫طولی‬
‫سریع‬ ‫جریان‬
‫گاز‬
‫بست‬ ‫ظه‬ ‫م‬‫ه‬
‫موجبر‬
‫جریان‬ ‫با‬
‫گاز‬ ‫عرضی‬
‫اتمس‬ ‫فاار‬‫ری‬
‫تخلیه‬ ‫با‬
‫عرضی‬(TEA)
‫کربنیک‬ ‫گاز‬ ‫لیزرهای‬
‫گا‬ ‫لیزر‬‫ز‬
‫کربونیک‬
15

16. ‫ساختار‬
‫جداره‬ ‫دو‬ ‫لوله‬
‫در‬ ‫گاز‬ ‫مخلوط‬
‫مرکزی‬ ‫لوله‬
‫در‬ ‫خنک‬ ‫آب‬ ‫عبور‬
‫خارجی‬ ‫غالد‬
16
‫آ‬ ‫جریان‬ ‫با‬ ‫طولی‬ ‫کربونیک‬ ‫گاز‬ ‫لیزر‬‫هسته‬
‫گاز‬

17. 17
‫دودیت‬ ‫م‬
‫خروجی‬ ‫توان‬
(‫لیزر‬ ‫طول‬ ‫د‬ ‫وا‬ ‫در‬)
‫خروج‬ ‫توان‬ ‫بیاینه‬‫ی‬
60-50W/m
‫لیزر‬ ‫توان‬co2‫گاز‬ ‫آهسته‬ ‫جریان‬ ‫با‬ ‫طولی‬
α
‫تخلیه‬ ‫طول‬
‫کاربردها‬
‫لیزری‬ ‫ی‬ ‫جرا‬
‫سرامیک‬ ‫برش‬
‫ات‬ ‫ص‬ ‫و‬

18. 18
‫س‬ ‫جریان‬ ‫با‬ ‫طولی‬ ‫کربونیک‬ ‫گاز‬ ‫لیزر‬‫ریع‬
‫گاز‬
•‫جر‬ ‫با‬ ‫طولی‬ ‫لیزر‬ ‫در‬ ‫خروجی‬ ‫توان‬ ‫دودیت‬ ‫م‬ ‫بر‬ ‫غلبه‬‫یان‬
‫آهسته‬
•‫لیز‬ ‫لوله‬ ‫از‬ ‫زیاد‬ ‫بسیار‬ ‫سرعت‬ ‫با‬ ‫گاز‬ ‫جریان‬ ‫عبور‬‫ر‬
•‫منتقل‬ ‫یط‬ ‫م‬ ‫از‬ ‫گاز‬ ‫داغ‬ ‫مخلوط‬ ‫کردن‬ ‫خارج‬ ‫با‬ ‫گرما‬
‫میاه‬
•‫ی‬ ‫می‬ ‫افزایش‬ ‫جریان‬ ‫چگالی‬ ‫افزایش‬ ‫با‬ ‫خروجی‬ ‫توان‬‫ابد‬

19. 19
‫بسته‬ ‫ظه‬ ‫م‬ ‫کربونیک‬ ‫گاز‬ ‫لیزر‬
•‫لیزر‬ ‫عمل‬ ‫توقد‬ ‫باعث‬ ‫تخلیه‬ ‫لوله‬ ‫در‬ ‫گاز‬ ‫دااتن‬ ‫نگه‬ ‫بوس‬ ‫م‬
•H2O‫مقدار‬ ‫به‬1%‫مجدد‬ ‫تولید‬ ‫منجربه‬ ‫گاز‬ ‫مخلوط‬ ‫در‬CO2
CO * + OH CO*
2 + H
‫افزودن‬ ‫تنها‬ ‫آید‬ ‫می‬ ‫بوجود‬ ‫تخلیه‬ ‫در‬ ‫اکسیژن‬ ‫چون‬ ‫واقع‬ ‫در‬
‫جای‬ ‫به‬ ‫هیدروژن‬H2O‫است‬ ‫کافی‬ ‫گازی‬ ‫مخلوط‬ ‫به‬.

20. 20
‫موجبر‬ ‫کربونیک‬ ‫گاز‬ ‫لیزر‬
•‫دود‬ ‫در‬ ‫لیزر‬ ‫قطر‬ ‫اگر‬4-2
‫تابش‬ ‫اود‬ ‫انتخاب‬ ‫متر‬ ‫میلی‬
‫لو‬ ‫داخلی‬ ‫دیواره‬ ‫توسط‬ ‫لیزری‬‫له‬
‫اود‬ ‫می‬ ‫هدایت‬ ‫لیزر‬
•‫کار‬ ‫فاار‬ ‫کوچک‬ ‫قطر‬ ‫بعلت‬‫ی‬
‫برد‬ ‫باال‬ ‫میتوان‬ ‫را‬200-100
‫افزای‬ ‫موجب‬ ‫که‬ ‫جیوه‬ ‫متر‬ ‫میلی‬‫ش‬
‫اود‬ ‫می‬ ‫بهره‬
•‫ا‬ ‫کمتر‬ ‫توان‬ ‫به‬ ‫که‬ ‫جاهایی‬ ‫در‬‫ز‬
30‫دارد‬ ‫کاربرد‬ ‫است‬ ‫نیاز‬ ‫وات‬.

21. 21
‫عرضی‬ ‫جریان‬ ‫با‬ ‫کربونیک‬ ‫گاز‬ ‫لیزر‬‫گاز‬
•‫راه‬‫دیگر‬‫برای‬‫از‬‫بین‬‫بردن‬‫دودی‬ ‫م‬‫ت‬
‫قدرت‬‫خروجی‬‫لیزر‬‫گاز‬‫کربونیک‬‫ب‬‫ا‬
‫جریان‬‫آهسته‬‫مخلوط‬‫جریان‬‫گاز‬
‫در‬‫امتداد‬‫عمود‬‫بر‬‫تخلیه‬‫عبور‬‫داده‬
‫اود‬.
•‫جریان‬‫سریع‬‫انتقال‬‫گرما‬‫از‬
‫طری‬‫همرفت‬‫قدرت‬‫چند‬
KW/m
•‫فاار‬‫کاری‬‫بهینه‬100‫میلی‬‫متر‬
‫جیوه‬‫ولتاژ‬‫زیاد‬‫تخلیه‬‫الکتریک‬‫ی‬‫در‬
‫امتداد‬‫عمود‬‫بر‬‫ور‬ ‫م‬‫تادید‬‫کننده‬TE

22. 22
‫ری‬ ‫اتمس‬ ‫فاار‬ ‫کربونیک‬ ‫گاز‬ ‫لیزر‬‫با‬
‫عرضی‬ ‫تخلیه‬(TEA)
•‫در‬‫لیزرهای‬‫موج‬‫پیوسته‬‫گاز‬‫کربو‬‫نیک‬
‫نمی‬‫توان‬‫فاار‬‫گاز‬‫را‬‫به‬‫باالتر‬‫از‬100
‫میلی‬‫متر‬‫جیوه‬‫افزایش‬‫داد‬‫زیرا‬‫افز‬‫ایش‬
‫فاار‬‫قوس‬‫های‬‫الکتریکی‬‫را‬‫بهمراه‬
‫دارد‬.
•‫برای‬‫رفع‬‫این‬‫ااکال‬‫باید‬‫ولتاژ‬‫ر‬‫ا‬
‫بصورت‬‫تپی‬‫به‬‫الکترودهای‬‫عرضی‬
‫اعمال‬‫می‬‫کنند‬.
‫اگر‬‫مدت‬‫تپ‬‫کوتاه‬‫بااد‬‫فاار‬‫کاری‬
‫لیزر‬‫می‬‫تواند‬‫به‬‫فاار‬‫ر‬ ‫اتمس‬‫و‬‫ی‬‫ا‬
‫باالتر‬‫برسد‬
‫خروجی‬‫بصورت‬‫تپی‬‫است‬.

23. •‫سال‬ ‫در‬1964‫ساخ‬ ‫ي‬ ‫جرا‬ ‫چاقوي‬ ‫کاربرد‬ ‫با‬ ‫لیزر‬ ‫اولین‬‫ته‬
‫اد‬.‫لیزر‬ ‫از‬ ‫اکثرا‬ ‫ها‬ ‫ي‬ ‫جرا‬ ‫در‬2CO‫اود‬ ‫مي‬ ‫اده‬ ‫است‬.
•‫لی‬ ‫با‬ ‫بافت‬ ‫برش‬ ‫نتیجه‬ ‫در‬ ‫مولکولها‬ ‫سریع‬ ‫تبخیر‬‫با‬ ‫مي‬ ‫زر‬
‫داغ‬ ‫را‬ ‫زخم‬ ،‫پیرامون‬ ‫بافتهاي‬ ‫به‬ ‫اده‬ ‫اعمال‬ ‫گرماي‬ ، ‫اد‬
‫کند‬ ‫مي‬ ‫جلوگیري‬ ‫خونریزي‬ ‫از‬ ‫و‬.‫جوش‬ ‫باعث‬ ‫تي‬ ‫و‬
‫گردد‬ ‫مي‬ ‫اده‬ ‫بریده‬ ‫رگهاي‬ ‫خوردن‬.
23
‫لیزری‬ ‫ی‬ ‫جرا‬ ‫تیغ‬

24. •‫یک‬ ‫با‬ ‫باریکه‬ ‫که‬ ‫هنگامي‬ ‫ویژه‬ ‫به‬ ‫زیاد‬ ‫بسیاز‬ ‫دقت‬ ‫با‬ ‫برش‬
‫هدایت‬ ‫مناسب‬ ‫میکروسکوپ‬
•‫است‬ ‫انجام‬ ‫قابل‬ ‫اود‬.
•‫بوسیله‬ ‫خوني‬ ‫رگهاي‬ ‫برش‬ ‫اثر‬ ‫در‬ ‫خونریزي‬ ‫العاده‬ ‫فوق‬ ‫کاهش‬
‫لیزر‬ ‫باریکه‬.
•‫مجاور‬ ‫بافتهاي‬ ‫به‬ ‫کم‬ ‫خیلي‬ ‫رساني‬ ‫آسیب‬.
•‫تماس‬ ‫بدون‬ ‫ي‬ ‫جرا‬
•‫خونریزي‬ ‫بدون‬ ‫و‬ ‫خاک‬ ‫یط‬ ‫م‬ ‫در‬ ‫ي‬ ‫جرا‬
•‫وني‬ ‫ضدع‬ ‫داکثر‬ ‫با‬ ‫ي‬ ‫جرا‬
•‫عمل‬ ‫از‬ ‫بعد‬ ‫درد‬ ‫ادید‬ ‫کاهش‬
•‫بدن‬ ‫پرعروق‬ ‫مناط‬ ‫روي‬ ‫ي‬ ‫جرا‬
•‫ریه‬ ‫و‬ ‫کبد‬ ،‫جمجمه‬ ‫و‬ ‫زبان‬ ‫و‬ ‫دسترس‬ ‫بل‬ ‫قا‬ ‫غیر‬ ‫نقاط‬ ‫ي‬ ‫جرا‬24
‫تی‬ ‫به‬ ‫نسبت‬ ‫لیزری‬ ‫تیغ‬ ‫های‬ ‫برتری‬‫غ‬
‫معمولی‬

25. 25
‫لیزری‬ ‫تیغ‬ ‫معایب‬
•‫لیزري‬ ‫ي‬ ‫جرا‬ ‫دستگاه‬ ‫پیچیدگي‬ ‫و‬ ‫زیاد‬ ‫هزینه‬
•‫لیزري‬ ‫چاقوي‬ ‫کمتر‬ ‫سرعت‬

26. •،‫اکبر‬ ،‫ریری‬1374‫آن‬ ‫کاربردهای‬ ‫و‬ ‫،لیزر‬
•،‫مرتضوی،سمیه‬1388‫سازی‬ ‫بهینه‬ ‫و‬ ‫ی‬ ‫طرا‬ ‫نامه‬ ‫،پایان‬
‫کربنیک‬ ‫گاز‬ ‫موجبر‬ ‫لیزر‬ ‫یک‬
26
‫منابع‬ ‫و‬ ‫مراجع‬

27. 27