ثبت ليزري

[javad jan]

استفاده هاي ديگر ليزرها

امروزه ،از ليزرها به راههاي از قؤار معلوم بي شماري استفاده مي كنند تا كيفيت يا بازده بسياري از كاؤهاي عادي روزانه را بهبود بخشند. ليزر رادرانجام كارهايي نيز به كار گرفته اند كه قبلاً تصور آن ناممكن بود.
اندازه گيري فواصل و حركت
ليزرها را براي اندازه گيري دقيق از فواصل كوچك زير ميكروسكوپي تا فوق العاده بزرگ به كار مي برند. مثلاً باريكه ليزري كه از ليزر گازي هليم نئون توليد مي شود مي تواند تغيير مكاني به كوچكي بيست و پنج ميليونيم سانتيمتر را اندازه بگيرد .در آزمايشي كه در اداره ملي استانداردها با ليزر انجاك گرفت مشخص شد كه متر استاندارد جهاني در واقع 00000098/1 متر طول دارد.
اندازه گيري فواصل فوق العاده كوچك را با استفاده از وسيله اي به نام تداخل سنج مي توان انجام داد .دراين وسيله آينه تقسيم كننده باريكه ، باريكه ليزري را به دو قسمت مي كند. يك قسمت باريكه را آينه بدون حركت يا ثابت مجموعه به طرف آشكار ساز نوري بازتاب مي دهد. قسمت دوم باريكه از آينه ديگر مجموعه كه روي شي متحركي سوار است بازتابيده مي شود . اين باريكه نور قبل از رسيدن به آشكار ساز نوري به باريكه ليزري قسمت اول مي پيوندد.

[javad jan]

اگر حركتي صورت نگيرد ،دو قسمت باريكه ليزر تقسيم شده همفاز وارد آشكارساز نوري مي شوند (قله هاي امواج يك قسمت باريكه ليزر دقيقاً با قله هاي امواج قسمت دوم باريكه ليزر منطبق مي شوند ) ودر شدت نورتغييري به وجود نمي آيد. ولي ، اگر شي غير ساكن حركت كند، باريكه هاي ليزري دو نيم مي شوند و با فاز مقابل به آشكار ساز نوري مي رسند.
آشكارساز نقش شدت متغيير ، يعني يك درميان روشن و تاريك را ثبت مي كند .از مقايسه تغييرات شدت با طول موج باريكه ليزر، با تداخل سنج مي توان حركتهاي فوق العاده كوچك را اندازه گرفت .
فاصله هاي بسيار بزرگ را نيز مي توان با باؤيكه هاي ليزري به دقت اندازه گرفت .
فضانوردان در ماموريتهاي آپولو 11(1969)وآپولو14(1971) برسطح ماه وسايل بازتابدهنده نور دائمي جا گذاشتند. هر وسيله رديفي از آينه هاي نوري دقيق است كه در زاويه هاي مختلف نصب شده اند تا نور را از ايستگاه زميني دريافت كنند و به آن بازتاب دهند.

[javad jan]

دسته نازكي از تپها از يك ليزر گازي آرگون و از طريق تلسكوپ به سمت ماه فرستاده مي شد .اين نور فاصله 384,000 كيلومتر با ماه را طي مي كرد و فقط دردايره اي به قطر حدود3 كيلومتر پخش مي شد. برخلاف نور معمولي كه دراين صورت خيلي پخش مي شود و كار ساز نيست ، تپهاي ليزر هنوز آن قدر قوي بودند كه بازتاب كنند و به طرف زمين برگردند.
ماهواره هايي كه بازتاب باريكه هاي ليزري را به زمين برمي گردانند مي توانند حركت قاره ها را نيز آشكار كننر. وقتي كه تخته هاي عظيم پوسته زمين به نام صفحه هاي زمين ساخت به آرامي برخورد مي كنند ممكن است جزايري به وجود آيند، آتشفشانها فوران كنند، يا بخشهايي از زمين به لرزه درآيند . ليزرها براي اندازه گيري حركت پوسته زمين درگسل سان آندريس در كاليفرنيا مورد استفاده قرار گرفته اند. اين منطقه عمده زمينلؤزه دراتصال تخته هاي پاسفيك و امريكاي شمالي قرار دارد . اين منطقه محل سكونت بيش از هشت درصد جمعيت كشور و مركز استقرار بعضي از تكنولوژيهاي پيشرفته و حياتي است . به اين دلايل ، دانشمندان به دقت اين گسل را زير نظر دارند با اين اميد كه بتوانند هر زمينلرزه عمده اي را پيشبيني كنند. لاژئوس (ماهواره ژئوديناميك ليزؤي ) اولين ماهواره اي بود كه سازمان ناسا فقط براي اندازه گيري حركتهاي پوسته زمين توسط باريكه ليزرطراحي كرد . اين ماهواره در 4 مه 1976 از كيپ كاناورال با موشك دلتا پرتاب شد . سطح آن شامل 426 بازتابدهنده بود كه مي توانست باريكه هاي ليزري را كه از زمين به آن برمي خوردند برگرداند (شكل 12)

[javad jan]

وقتي كه لاژئوس در مدار زمين قرار گرفت ، بازتابدهنده هاي آن باريكه ليزري را به سه ايستگاه زميني كه در دو طرف گسل سان آندريس قرار داشتند برمي گرداندند. اندازه گيريهاي كه در طي ماهها يا سالها انجام گرفت رد فاصله و جهتي را كه تخته هاي پاسفيك و امريكاي شمالي جابه جا مي شدند به دست داد. اين اطلاعات مهم ممكن است براي پيشبيني زمينلرزه هاي آتي مفيد باشد .
ليزرها در نقشه برداريهاي امروزي انقلابي پديد آورده اند . مثلاً نقشه برداري ليزري اخيراً توسط دكتر برادفورد واشبرن و همكارانش به كار گرفته شده است تاباقت بيشتري از تمامي عرصه متعلق به رياست جمهوري در وايت مانتين نشنال فارست در نيو همشاير نقشه برداري شود . آينه هايي كه در نقاط مهم نظامي در كوهستانها قرار داده بودند باريكه هاي ليزري را به فاصله ياب باز مي تاباندند و فاصله تا آن نقاط توسط دستگاه خودبه خود محاسبه مي شد.
ؤيروسكوپ ليزري پيشرفت تكنولوژيكي ديگري است كه در آن از ليزرها استفاده مي شود . ژيروسكوپها حركت زاويه اي را اندازه مي گيرند و براي آشكار سازي و اندازه گيري دوران ، مثل پيچ و تاب كشتيها و هواپيما ها در طي كشتيراني يا هواپيمايي به كار مي روند . بوئينگ 757 و هواپيماي 767 و دستگاههاي نظامي ،نمونه محلهايي هستند كه در انها از اين ژيروسكوپها استفاده مي كنند.

[javad jan]

در ژيروسكوپ ليزري ، سه لوله ليزر طوري آرايش يافته اند كه از امتداد آنها مثلثي به دست مي آيد . دو باريكه ليزر در جهتهاي مخالف (ساعتگرد و پاد ساعتگرد ) مرتب در مسير مثلثي لوله هاي ليزر دور مي زنند، مسيري كه در هر گوشه مثلث به آينه اي مجهز است . در يك گوشه از مثلث ،بخشي از باريكه ليزري از آينه بازتابدهنده مي گذرد و بر پرده آشكار ساز مي افتد . اگر حركتي وجود نداشته باشد ، دو باريكه نقش تداخلي معلومي بر پرده ايجاد مي كند . ولي اگر ژيرو سكوپ حتي مقدار جزئي بچرخد.، نقش تداخلي روي پرده به مقداري كه قابل آشكار كردن است تغيير مي كند .
ژيروسكوپهاي يزري نسبت به ژيرو سكوپهاي معمولي قديمي تر كه از چزخهاي گردان استفاده مي كنند كوچك و سبك اند . اين ژيروسكوپها قابل اعتمادتر و دقيقترند زيرا قسمتهاي مكانيكي متحرك ندارند و بدون اصطحكاك اند. ژيروسكوپهاي ليزري چنان حساس اند كه مي توانند تغيير در سرعت نور را كه از دوران زمين ناشي مي شود . اندازه بگيرند .
در ارتش از ليزرها در فاصله يابها استفاده مي شود . ليدار مشابه رادار است بجز اينكه رادرا از تپهاي ميكرو موج استفاده مي كند در حالي كه ليدار از تپهاي نور ليزر بهره مي گيرد .
ليدار فاصله تا شي را با اندازه گيري زمان دو سراه اي كه تپ نور ليزر در رفتن به شي و آمدن از شي طول مي كشد ،تعيين مي كند. چون سرعت نور ثابت معلومي است ،فاصله تا شي را مي توان محاسبه كرد .

[javad jan]

در ارتش از ليدار براي تعيين ميزان دوري هدفهاي دشمن استفاده مي شود . بسياري از وسايل فاصله ياب امروزي آن قدر جمع و جور و قابل حمل اند كه مي توان انها را مستقيماً به ميدان نبرد آورد . ليزر فرو سرخ باريكه نامرئي گسيل مي كند كه از هدف بازتابيده مي شود . فاصله ياب يك آشكار ياز فرو سرخ در خود دارد . كامپيوتر ريز تراشه درون وسيله ،فاصله تا هدف را براساس زماني كه طول مي كشد تا باريكه فرو سرخ به فاصله ياب برگردد به طور خودكار اندازه مي گيرد . باريكه ليزر چنان باريك است كه نمي توان راه آن را بند آور مگر اينكه چيزي مستقيماً در مسيرش قرار گيرد . يزر فروسرخ در طي روز براي دشمن نامرئي است و پس از تاريكي نيز مي توان ان را به كار برد.
در عمليات نظامي تانكها و ساير وسايل موتوري از فاصله يابهاي ليزري ياقوت يا Nd:YAG استفاده مي كنند . تانكهاي M1 از يك دستگاه ديد مستقيم فرو سرخ FLIR براي ديد شب و فاصله ياب ليزري استفاده مي كنند تا تانكهاي دشمن را بيابند و آنها را قبل از اينكه متوجه آشكار شدن شوند يا شانس تبادل آتش داشته باشند از بين ببرند . دستگاههاي FLIR مي توانند كاربدهايي نظير ناوبري ، مراقبت و ايمني آشكار سازي و فرود هواپيما نيز به كار روند .

[javad jan]

در 1991،در خلال عملياتي به نام عمليات توفان صحرا در خاورميانه در اخبار تلويزيون عكسهايي از سلاحهاي با هدايت ليزري lgw را نشان دادند كه به هدفها ميزان شده بودند و حتي از درهاي ساختمانها و بادكش انبارها با دقت فوق العاده وارد مي شدند. بمبهاي باهوش و موشكهاي هدايت شونده با استفاده از هدفياب خودشان به سمت هدفها حركت مي كنند. باريكه ليزري فرو سرخ هدف را نشانه مي گيرد و به آن مي خورد . بمب يا موشكي كه به آشكار ساز مجهز است با باريكه ليزري فرو سرخ كه هدف را علامتگذاري مي كند قفل مي شود و باريكه را تا هدف دنبال مي كند .
از ليدار به عنوان روشي بريا مراقبت زميني نيز استفاده مي شود . مثلاً از ليدار براي مطالعه توده هاي غبار و ساير آلوده كننده كه از مراكز صنعتي و آتشفشاني بر مي خيزندبهره مي گيرند . ذرات يا ابرهاي موجود در جو بالايي تپهاي نور ليزر را پراكنده مي كنند و آلودگي موجود در هوا را اندازه مي گيرند. بعضي دستگاههاي ليزري رنگينه – سديم مي توانند تا ارتفاع حدود 80 كيلومتر بالاي سطح زمين را مورد كاوش قرار دهند .
در انسيتوي ماكس پلانك براي نورشناسي كوانتومي در آلمان ،دستگاه يداري كه با ليزر اگزيمر كار مي كند در كشتي قرار داده است تا تراز هاي ازون جو بالايي در اقيانوسهاي شمالگان و جنوبگان را بررسي كند .

[javad jan]

ليزرها و اجراي قانون

ليزرها در اجراي قانون نيز استفاده هايي دارند . يكي از آنها شناسايي سرعتهاي غير مجاز است . تفنگهاي ليزري كه سرعت تك تك وسايل نقليه را با دقت شناسايي و اندازه مي گيرند توسط پليس براي به دام انداختن كساني كه با سرعتهاي غير مجاز مي رانند استفاده مي شود . با استفاده از تفنگ دوربين دار ،افسر پليس باريكه ليزري نامرئي تفنگ را متوجه وسيله نقليه خاصي كه مضنون به سرعت زياد است مي كند . تفنگ ليزري هر سه هزارم ثانيه چگونگي دور شدن وسيله را محاسبه مي كند (شكل 14) تفنگ سپس با تقسيم تغيير مسافت به زمان طي شده بين قرائتها سرعت اتومبيل را پيدا مي كند .
به علاوه ،ليزرها مي توانند براي شناسايي اثر انگشتهايي به كار روند كه قبلاً روي موادي مثل چرم ، سلاحهاي چرب يا پوست انسان اثرشان قابل تشخيص نبوده اند . مثلاً دستگاه ليزر مي تواند آثار انگشت متهمي را روي فجان استيروفوم درخشان كند و آن را روي صفحه تلويزيون به نمايش بگذارد.

[javad jan]

ليزرها در ساختمان سازي و كشاورزي

ليزرها به عنوان راهنما در كارهاي ساختماني يا وسايل كشاورزي براي تراز كردن يا شيب بندي زمين به كار مي روند . ليزري كه در يك محوطه ساختماني قرار گرفته باشد باريكه اي كه 360 مي گردد بيرون مي فرستد و اين مرجع ثابتي است براي هر نقطه واقع در اين محوطه . گيرنده اي كه بر يك وسيله متحرك مثل بولدزر قرار دارد باريكه ليزري را آشكار مي كند و به عنوان راهنما به كار مي برد . جعبه كنترل اطلاعات مربوط به سطح ثابتي را مي گيرد يا به نمايش مي گذارد كه تراز بالا ،پايين با هم سطح است . در عمليات خودكار ،آشكار ساز روي وسيله متحرك در خط راهنماي باريكه ليزري قفل مي شود .
باريكه هاي ليزري علاوه بر كنترل دقيق حركت روي زمين ، مي توانند براي همخط كردن كامل لوله هايي كه براي زهكشي ،آب ،يا دستگاههاي فاضلاب كار گذاشته مي شوند به ككار مي روند. تونلها را نيز مي توان تا خيلي كمتر از يك ميليمتر در هر سي متر حفاري همخط كرد . ليزري كه در انتهاي تونل كار كذاشته شده است باريكه اي گسيل مي كند كه راهي را كه بايد دنبال كرد نشان مي دهد. ماشين حفاري دريافت كننده اي دارد كه روي صفحه نمايش به متصدي نشان مي دهد كه خاكبرداري در جهت دقيقاً مورد نظر پيش مي رود يا نه .

[javad jan]

سقفها و ديوارهاي ساختمانها را مي توان با استفاده از تراز ليزري كه بر باريكه ليزر مرئي به عنوان نقطه مرجع استوار است كاملاً مستقيم كرد . باريكه هاي ليزري بر خلاف ريسمان بنايي به دليل گراني زمين شكم نمي دهند وبه وارسي مداوم در محل احتياج ندارند ، يك بار كه انها در محل در موقعيت درست قرار گرفتند ، همواره كاملاً تراز و در خط مستقيم مرجع قرار خواهند داشت .
در كشاورزي ، ليزرها حتي مي توانند كشاورزان نسبتاً بي تجربه را راهنمايي كنند تا زمين را براي كشت كاملاً ترازيابي و آن را براي آبياري محصولات غذايي عمده اماده كنند.
در بسياري از كشورها ي در حال توسه كه محصول غلات از منابع عمده حياتي است از اين نوع ليزر استفاده مي شود . دستگاه ليزر زمان آماده سازي خاك در زمينهاي بزرگ را به نصف زمان لازم در روشهاي عادي تقليل مي دهد .