 |
 |
|
|
|
|
| ארז בן-ארי מדבג עוד תעלומה טכנולוגית. והפעם: קרן לייזר |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
קרן הלייזר היא המצאה חדשה יחסית, שהגיחה אל אוויר העולם לפני פחות מ-50 שנה. היא התגלתה כמעט במקרה, אבל בתוך זמן קצר החל האדם להבין את היכולות המדהימות שלה, שעדיין לא מנוצלות עד תום. נגני תקליטורים, צורבים ואפילו מכשירי ניתוח (כמו זה להסרת משקפיים) וקידוח מבוססים כולם על הלייזר, כמו גם מצביע הלייזר שמשמש מורים בהרצאותיהם.
קרן לייזר היא למעשה קרן אור, אבל להבדיל מקרן רגילה הבוקעת מפנס או ממנורה, האור של הלייזר ממוקד מאוד ובעל צבע אחיד. כאשר אנחנו מפעילים פנס עם נורה
רגילה, זו מפיקה אור בכל הצבעים בבת אחת, והוא מתפזר לכל הכיוונים בצורה שווה. כיוון שהצבעים מתערבבים זה בזה, אנו לא רואים גוונים שונים, אלא רק אור לבן. לעתים קרובות מותקנת עדשה בקצה הפנס, שממקדת את האור לכיוון אחד, ולכן אם מכוונים אותו היישר אל העין, האור חזק יותר (וגם קצת כואב).
לייזר, לעומת זאת, ממוקד פי 1,000 מאור של פנס, ולכן כל עוצמת האור מתרכזת בנקודה קטנה מאוד. מבט ישיר בקרן לייזר, ואפילו לייזר חלש כמו במצביע לייזר (לייזר פוינטר), עלול להיות מסוכן לראייה.
|
|
 |
|
 |
|
|
 |
|
 |
|
לייזר בצבעים
|
|
|
 |
|
|
|
קרן לייזר נוצרת בעזרת שפופרת, מעין צינור קטן העשוי או ממולא באחד מכמה חומרים. החומרים יכולים להיות גזים שונים, מתכות או גבישים, והחומר הנבחר משפיע מאוד על ביצועי הקרן. רוב השפופרות בשימוש הביתי, למשל בנגני תקליטורים, מבוססות על מוליך למחצה (כמו בנורות LED), שמאפשר בניית שפופרת קטנה, זולה ובעלת צריכת אנרגיה נמוכה. שפופרת מלאה בגז פחמן דו-חמצני (CO2), למשל , היא בעלת עוצמה גבוהה מאוד ומפיקה אור אינפרה-אדום שמסוגל לחתוך חומרים מאוד עבים. כלל החומרים שעליהם אפשר לבסס את השפופרת נקראים בשפה המקצועית "לייזינג מדיום" (Lasing Medium).
תחילת תהליך יצירת הקרן כרוכה בשלב הנקרא "ריגוש האטומים" המרכיבים את הלייזינג מדיום. הוא יכול להתבצע על-ידי זרם חשמלי או על ידי מקור אור אחר. כל אטום מורכב מגרעין המוקף באלקטרונים ה"צפים" סביבו בשכבות שונות. כאשר פועל זרם חשמלי או מקור אור על האטום, האלקטרונים "קופצים" משכבה לשכבה, ואז חוזרים למקומם המקורי. בזמן הקפיצה משתחרר פוטון, שהוא חלקיק אור.
אחרי שלב ריגוש האטומים, הפוטונים שנפלטו פוגעים במראות קטנות, הנמצאות בקצות השפופרת ומונעות מהאור לצאת החוצה. הפוטונים קופצים ממראה למראה במהירות האור, ובמהלך הטרטורים הללו הם פוגעים באטומים נוספים ו"מרגשים" גם אותם – וכך נפלטים חלקיקי אור נוספים. באחד הצדדים של השפופרת המראה מיוחדת ומתוכננת להעביר רק חלק מסוים מהאור, ושאר הפוטונים ממשיכים לקפץ בפנים ויוצרים עוד ועוד חלקיקים בתגובת שרשרת. המראה מעבירה אור חדגוני (מונוכרומטי) בקרן ישרה וממוקדת, ולכן רק חלקיקי אור שעומדים בתנאים האלה נפלטים החוצה, וזהו אור הלייזר. מאחר שהוא כל כך ממוקד, הוא בעל עוצמה רבה ומסוגל לנוע למרחק רב. אפילו מצביע לייזר פשוט וזול מסוגל להאיר מטרה במרחק של מאות מטרים, ובעזרת שפופרת חזקה יותר אפשר להגיע למרחקים אסטרונומיים.
החומר שממנו עשוי הלייזינג מדיום משפיע, בין השאר, גם על צבע הקרן. שפופרות הלייזר הנפוצות מפיקות אור אדום-כתום, ואילו שפופרות המבוססות על גז ארגון, למשל, מפיקות אור כחול. צורבי התקליטורים החדישים של סוני, מסדרת בלו-ריי (Bluray), משתמשים בלייזר כחול, שמאפשר לצורבים לדחוס יותר נתונים על הדיסק.
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
תרשים: עסקים און ליין
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1) פוטונים (חלקיקי אור) מקפצים הלוך ושוב בתוך השפופרת ופוגעים באטומים אחרים. כך נוצרים עוד פוטונים.
2) חלק מהפוטונים יוצאים החוצה בזרם ישר וממוקד, ויוצרים קרן לייזר.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
רוצים לדעת עוד? ארז בן-ארי עונה על כ-ל שאלה שקשורה למחשבים בפורום "המחשב השתגע?!" ב-NRG | | | | | |
|
|
| |
|
|
| |
|
|
|
