Kategoriler
Bilim & İnsan

Lazer ışığı ve lazer cihazlarının keşfi

Lazer ışığı günümüzde oldukça yaygın bir kullanım alanına sahip. Görünür ışık, farklı dalga boylarındaki ışığın, yani farklı renklerin karışımıdır. Atomların genellikle rastgele ışımaları nedeniyle atomik ışınımlardan çıkan ışık dalgaları aynı fazda olmazlar. Dolayısıyla olağan bir ışık, hem değişik dalga boylarını hem de değişik fazda dalgaları içerir. Ancak, lazer ışığı bundan farklıdır; lazer ışığının tek bir dalga boyu var ve aynı dalga boyundaki dalgalar eş uyumludur; yani hepsi aynı fazdadır.

Lazer ışığının keşif süreci

Lazer ışığını üretmek için yükseltici ortam adı verilen bir katıya, bir sıvıya veya bir gaza enerji vermek gerekiyor. Yükseltici ortam enerji aldıkça atomlar sadece belli bir frekansta ışımaya başlar. Bir atomdan çıkan ışık, komşu atoma çarptığında onu da aynı frekansta ışımaya zorlar. Böylece oluşan zincir etki sürer ve pek çok atomun aynı anda ve aynı frekansta ışımasına neden olur. Çıkan ışık özel aynalar arasında ileri-geri yansıyarak lazer içerisinde biriktirilir. Işık genliği yeteri kadar büyüdüğünde yarı yansıtıcı aynadan geçerek aygıt dışına çıkar ve böylece lazer ışını oluşur.

İLGİLİ:  Dünyamızdaki önemli buluşlar ve keşiflerin listesi

İlk lazer ışığı

Lazer ışığı
Theodore Harold Maiman, Amerikalı fizikçi.

Lazer kelimesi "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation" (Uyarılmış Işıma Yoluyla Işık Genliğinin Yükseltimi) sözcüklerinin baş harflerinin kısaltılmasından geliyor. Çalışan ilk lazer, Theodore M aiman tarafından 1960 yılında yapıldı. Üstteki resim Maiman'ı, ilk deneysel lazerinin içine soğutucu boşaltırken gösteriyor. Bu ilk lazer, çevresi spiral bir camla çevrilmiş yapay bir yakut silindirinden oluşuyordu. Maiman'ın lazerinin boyutları birkaç santimetre olmakla birlikte mükemmel çalışmaktaydı. Maiman'ın bu keşfiyle, lazerin ürettiği eş uyumlu dalgalardan oluşan şiddetli ışık çok sayıda kullanım alanı buldu.

Colossus of New York filmi

Colossus of New York
Colossus of New York filmindeki yaratık.

Bir zamanlar öldürücü ışık ışınları, bilim-kurgudan öteye gitmiyordu; örneğin 1958 yapımı Colossus of New York isimli filmde ölü bir bilim insanını beynini taşıyan yaratık, gözlerinden ölümcül ışık saçmaktadır. Ancak lazerin keşfiyle, uzak mesafelerdeki nesneleri yok etmek veya onlara zarar vermek mümkün hale gelmiştir. Lazer ışığı, bilinen ışıktan farklı olarak etrafa dağılmadan isabetli bir şekilde hedefe odaklanabilmektedir.

Lazer ışığı nasıl çalışır?

Lazer nasıl çalışır (Türkçe altyazı seçeneği mevcut)

Bir lazer demeti oluşturmak için çok sayıda atom ya da molekül uyarılmalıdır. Böylece bu atom ve moleküller, ışık üretilen madde içinde ileri-geri sıçrayan ışık yayabilirler. Işık demetinin şiddeti, tüpün bir ucundan diğerine gidip geldikçe artar. Sonuçta genliği büyüyen ışık, içinde küçük bir delik olan ya da küçük bir miktar ışığın geçmesine izin veren aynadan çıkar.

İLGİLİ:  Dünya okyanusları hiç olmadığı kadar fırtınalı hale geliyor

Lazer cihazı türleri

Yakut lazeri

1960'ların ortalarında üretilen yakut şeklindeki bu lazer uzun bir yapay yakut çubuğu içerir. Lazerin kapağı kapatıldığında çubuk, lambaya yakınlaşarak kullanıma hazır hale gelir. Lazerin içinde bulunan ayna benzeri yüzey, yakutun olabildiğince fazla miktarda ışıkla bombardıman edilmesini sağlar. Ortaya çıkan ışık aynı zamanda yüksek miktarda ısı üretir, bu nedenle bazı lazerlerin su soğutma sistemleri bulunuyor. Yakut lazerler 695 nanometre dalga boyunda kırmızı ışık üretirler.

Helyum-Neon lazeri

Bu tür lazerlerde helyum ve neon gazlarının karışımıyla dolu bir tüp elektrik akımıyla uyarılarak ışık üretilir. Elektrik akımı helyum atomlarını uyarır ve bunların neon atomlarıyla çarpışması yoluyla doğan enerji, neon atomlarına aktarılır. Lazer ışığını oluşturan ise neon atomlarının ışımasıdır. Tüpün uçlarından birinde tam yansıtıcı diğerindeyse yarı geçirgen bir ayna olur ve lazer demeti bu yarı geçirgen aynadan çıkar.

Lazer ışığın kullanım alanları

Lazer ışığı günümüzde sağlık ve sanayii alanında sıklıkla kullanılıyor.

Hayat kurtarıcı

Retina tabakasında oluşacak bir hasar, gözün uzağı net olarak görememesine neden olur. Bir helyum-neon lazeri demeti, göz bebeğine doğru tutularak retina tabakasını onarmak için kullanılabiliyor. Lazer ışınları cerrahlar tarafından büyük titizlik gerektiren "kesme" ya da "dikme" işlemlerinde vücudun diğer kısımlarında da kullanılıyor.

İLGİLİ:  Dünya tarihi /1750–1755/ Fransa'da ilk ansiklopedi, 1755 Lizbon depremi, İkinci Karnatik Savaşı

Lazerle ölçüm

Lazer demetleri, dağılmadan çok uzun mesafeler boyunca bir doğru üstünde yayılabilmeleri nedeniyle, inşaat projelerinde (örneğin tünel açımında) yaygın olarak kullanılıyor. Ayrıca, lazer ışıktan çok hassas mesafelerin ölçümlenmesinde de yararlanılıyor. Bunun için lazer demeti ikiye ayrılır ve iki ayrı yüzeyden yansıtılarak tekrar bir araya getirildiklerinde oluşturdukları girişim desenine bakılır. Böylece, girişim çizgilerindeki kaymaları ölçerek iki uzak cisim arasındaki mesafeyi son derece hassas bir biçimde hesaplamak olasıdır.

Işıkla kesme

Lazeri bir yüzey üzerindeki dar bir bölgeye odaklayarak oluşan çok yüksek sıcaklık ile uzun dalga boylu lazerler elde ediliyor. Bu sıcaklık kumaştan, otomobil yapımında kullanılan çelik saçlara kadar pek çok malzemeyi kesmeyi sağlar. Elde edilen yüksek sıcaklıklar sayesinde lazerler, metallere nokta kaynak yapımında da kullanılıyor. Lazer ışığın kesme işlemi için kullanılmasındaki en büyük avantaj kesici aletlerin körelmesi sorununun burada söz konusu olmamasıdır.

Yazar Berkay Alpkunt

Coğrafya ve astronomi üzerine geniş kapsamlı içerikler hazırlıyor. Diğer ilgi alanları canlı hayatı, bilim tarihi ve ülkeler olarak sıralanır. Aynı zamanda bağımsız video oyunlarına ilgilidir.