تُعرف أشعة الليزر بأنها تضخيم الضوء بإنبعاث الإشعاع المحفز، وهي عبارة عن حزمة ضوئية ذات فوتونات تشترك في ترددها وتتطابق موجاتها بحيث تحدث ظاهرة التداخل البنّاء بين موجاتها لتتحول إلى نبضة ضوئية ذات طاقة عالية. نستعرض بحثا تفصيلا عن أشعة الليزر واستخداماتها وأنواعها وخصائصها وأضرارها في هذا المقال.
اشعة الليزر
- يمكن تشبيه نبضة شعاع الليزر بالكتيبة العسكرية حيث يتقدم جميع العسكر بخطوات متوافقة منتظمة، بينما يشع المصدر الضوئي العادي موجات ضوئية مبعثرة غير منتظمة فلا يكون لها قوة الليزر. وباستخدام بلورات لمواد مناسبة (مثل الياقوت الأحمر) عالية النقاوة يمكن تحفيز إنتاجها لأشعة ضوئية من لون واحد أي ذو طول موجة واحدة وكذلك في طور موجي واحد، وعند تطابقها مع بعضها وانعكاسها عدة مرات بين مرآتين داخل بلورة الليزر (تصبح كالعسكر في الكتيبة)، فتنتظم الموجات وتتداخل وتخرج من الجهاز بالطاقة الكبيرة المرغوب فيها.
انواع الليزر
- ليزر الغاز (CO2 laser, Excimer LASER)
- ليزر السائل
- ليزر أشباه الموصلات (Semiconductor LASER)
- ليزر الحالة الصلبة نيوديميوم ياغ (Neodymium-YAG LASER)
خصائص الليزر
- نصف قطر الانحناء: قد يكون سطح العدسة الداخلي مستوياً أو مقعراً وذلك بحسب الغرض المرغوب فيه. ويطلى السطح الداخلي للعدسة بطلاء فضي نصف عاكس حتى يستطيع شعاع الليزر الخروج من الوسط إلى الخارج. وإذا كانت هناك رغبة في تجميع الشعاع الخارج وتركيزه في بؤرة يكون السطح الخارجي للعدسة مقعراً. كما يُطلى السطح الخارجي بطلاء يمنع الانعكاس ، لكي يتيح خروج شعاع الليزر الناتج من دون فاقد.
- معامل انعكاس العدسة يعتمد عدد الانعكاسات لأشعة الضوء المتراكمة داخل الوسط على نوع الوسط المستخدم. ففي ليزر الهليوم-نيون نحتاج إلى درجة انعكاس للمرآة بنسبة 99% لكي يعمل الجهاز. وأما في حالة ليزر النيتروجين فلا حاجة للانعكاس الداخلي (درجة انعكاس صفر%) حيث أن ليزر النيتروجين يتميز بدرجة فائقة عل إنتاج الأشعة. ومن جهة أخرى تعتمد خواص العدسة المتعلقة بانعكاس الضوء على طول موجة الضوء. ولهذا يـُعطي للخواص الضوئية للعدسة عناية خاصة عند تصميم جهازا لليزر.
اضرار الليزر
- أضراره على العين: تعرض شبكية العين للحروق، نتيجة توجيه شعاع الليزر للعين بشكل مركز لعدة ساعات.
- الإصابة بالعمى في حال استمر تعرض الشخص لتوجيه شعاع الليزر على العين أكثر من ساعة باليوم، ومع استمرار تعرضه لنفس الكمية لعدة أيّام متتالية تقدّر بسبعة أيام على الأقل.
- أضراره على الجلد انتشرت حديثاً طرق إزالة شعر الجسم بالليزر وخاصةً عند السيّدات، ولكن استخدام الليزر في إزالة شعر الجسم يؤدّي إلى حدوث مضاعفات أو أضرار يتسبب بها الليزر على الجسم، وخاصّة إذا استخدم بكثرة، ومن هذه الأضرار ما يلي:
- إصابة الجلد بحروق نتيجة الحرارة الناتجة عن أشعة الليزر، وخاصة الجلد ذو اللون القاتم، حيث إنّ هذا اللون من الجلد لديه القدرة على امتصاص الحراة بشكل كبير أكثر من الجلد ذو اللون الفاتح. إصابة الجلد بالحكة والاحمرار، وفي بعض الأحيان قد يحدث انتفاخ للمنطقة المعرضة لليزر، ولكن هذه الأعراض مؤقتة تمتدّ لعدّة ساعات أو أحياناً أيّام بعد التعرّض لليزر، ولكن بعدها تختفي.
- الإحساس بالخدران الذي يصيب الجلد والذي يصاحبه احساس بالألم نتيجة التعرّض للّيزر المركز على الجلد، وفي بعض الأحيان الفريدة قد يتغير لون الجلد في المنطقة المعرضة لليزر.
- قد يصاب الجلد بالعدوى إذا ما تمّ اتباع إجراءات وقائية بعد عمليات إزالة الشعر عن الجلد باستخدام الليزر.
- يؤدّي تعرض جلد الإنسان للّيزر بكميات عادية ولفترات طويلة جداً تقدر بخمس عشرة سنة فأكثر، إلى زيادة احتمال إصابة ذلك الشخص بالسرطان، ولكن إذا تعرّض إلى شعاع الليزر بشكل مركز ومستمر، فإنّ ذلك يعرضه للإصابة بالسرطان خلال عدة سنوات قليلة.
استخدامات الليزر
تعددت استخدامات الليزر في مجالات مختلفة كاستعمالها في الأقراص المدمجة وفي صناعة الإلكترونيات وقياس المسافات بدقة – خاصة أبعاد الأجسام الفضائية – وفي الاتصالات. كما تستخدم أشعة الليزر في معالجة بعض أمراض العيون حيث يتم تسليط أشعة ليزر عالية الطاقة على شكل ومضات في نقطة معينة في العين لزمن قصير – أقل من ثانية – ومن أمراض العيون التي يستخدم فيها الليزر:
- اعتلال الشبكية السكري.
- ثقوب الشبكية.
- انسداد أو تخثر الوريد الشبكي.
- الزرق (ارتفاع ضغط العين)
- عيوب الانكسار الضوئي في العين (طول أو قصر النظر واللابؤرية)
- انسداد القنوات الدمعية.
- بعض الأورام داخل العين.
- عمليات التجميل حول العين.
- حالات اندثار البقعة الصفراء.
- يستخدم الليزر في العمليات الجراحية مثل جراحة المخ والقلب والأوعية الدموية والجراحة العامة.
- في عام 1960 اخترع جهاز الليزر الذي يطلق الأشعة وحيدة اللون والاتجاه ويمكن أن تتركز بدرجة عالية بوساطة عدسة محدبة. كما أن هناك الكثير من المواد القادرة على إطلاق أشعة الليزر منها المتجمدة (الياقوت الأحمر وزجاج النيوديميوم)، والغازية (الهيليوم والنيون والزينون) وشبه الموصلة (زرنيخ، الجاليوم وانتيمون الانديوم).
المراجع:
http://al3loom.com/
www.healthline.com
www.medicalnewstoday.com
www.mayoclinic.org