خصائص شعاع الليزر

1) النقاء الطيفي (Monochromaticity)

• كل خط من خطوط الطيف في مصادر الضوء العادية يحتوي مدى كبيرًا من الأطوال الموجية تتفاوت شدتها، ولذلك نرى تعدد درجات اللون الواحد بالعين.
• مصادر الليزر تنتج طولًا موجيًا واحدًا فقط له مدى ضئيل جدًا، وتتركز الشدة عنده، أي أنه ضوء أحادي الطول الموجي.

2) توازي الحزمة الضوئية (Collimation)

• في الضوء العادي يزداد قطر الحزمة أثناء الانتشار بسبب التشتت.
• في الليزر يظل قطر الحزمة ثابتًا لمسافات طويلة، فتنتقل الطاقة الضوئية دون فقد ملحوظ.
• مثال: أمكن إرسال شعاع ليزر من الأرض إلى عاكس على سطح القمر (على بعد نحو 384000 km) واستقباله ثانية على الأرض دون تشتت يذكر، ويستعمل ذلك في قياس المسافات الفلكية.

3) الترابط (Coherence)

• تنطلق فوتونات الضوء العادي بصورة عشوائية غير مترابطة، في لحظات مختلفة وبفروق طور غير ثابتة.
• في الليزر تنطلق الفوتونات بصورة مترابطة زمانيًا ومكانيًا: في اللحظة نفسها وبفرق طور ثابت أثناء الانتشار.
• هذا يجعلها أكثر شدة وتركيزًا.

4) الشدة العالية (Intensity)

• أشعة المصادر العادية تخضع لقانون التربيع العكسي فتقل الشدة الساقطة على وحدة المساحة كلما بعد السطح عن المصدر.
• أشعة الليزر تحتفظ بشدة عالية لوحدة المساحات ولا تخضع لقانون التربيع العكسي.

أسئلة "علل"

• شعاع الليزر أحادي اللون: لأن الانبعاث المستحث ينتج فوتونات لها التردد (الطول الموجي) نفسه.
• لا تخضع شدة الليزر لقانون التربيع العكسي: لأن حزمته متوازية لا تتفرق ولا تتشتت.
• يتميز الليزر بشدة عالية: لأن فوتوناته مترابطة ومتوازية ومركزة في مساحة صغيرة.