Lazer Teknolojisi

Üç boyutlu fotokopi cihazları, objelerin orijinaline uygun yeniden üretimini sağlayacak

Bir atom, alabileceği enerjiyle tamamen pompalanınca bünyesine daha fazla enerji alamaz. Böyle bir atom kendi uyarılmış enerjisine eşit enerjide bir ışık dalgasıyla çarpışınca, zorunlu olarak enerjisini ışık dalgası olarak verir ve çarpıştığı dalga ile aynı frekans ve fazda iki ışık dalgası yayınlanır. Çarpışmaların sayısını yükseltebilmek için, yani daha çok ışık kazanabilmek için, lazerin karşılıklı iki kenarına paralel iki ayna yerleştiriliyor: Bu aynalardan birine rastlantısal olarak dik bir açıyla çarpan ışık dalgası, karşıdaki aynaya yansıtılıyor ve ardından sürekli iki ayna arasında gidip geliyor, dışarıya çıkamıyor. Işık parçacıkları, lazerin yapımında kullanılan malzemenin içinden geçerken, yolunun üzerinde enerji pompalanmış diğer atomlarla karşılaşıyorlar ve onları da, depolamış oldukları enerjiyi ışık olarak açığa çıkarmaları için zorluyorlar.

Böylece “parlayan” (ışıldayan) atomların sayısı ve bununla birlikte ışığın miktarı sürekli artıyor. Lazere ismini de bu süreç vermiş: Çünkü “lazer”, İngilizce “light amplication by stimulated emission of radiation” tanımlamasının, yani “uyartılmış salma ile ışığın güçlendirilmesi” tanımlamasının kısaltılmış halidir.
Ancak, iki ayna arasında tutsak olduğu sürece giderek yoğunlaşan ışınla bir şey yapmak mümkün değil. O nedenle, bu iki yansıtıcılardan biri yarı geçirgen özelliğe sahip: Işığın bir bölümü onun aracılığıyla dışarıya çıkıyor (lazer ışığı). Bu ışına “bağdaşık” (eş evreli) adı veriliyor: Işık dalgalarının tamamı, aynı renkte ve bütün ışık parçacıkları aynı ritim ile (aynı fazda) salınıyorlar.

Ayrıca, ışını oluşturan dalgalar tamamen birbirine paralel ilerliyor. Bir el feneri ve bir “laserpointer” ile bir duvar aydınlatılıp sonra yavaş yavaş arkaya doğru gidildiğinde, lazer ışınının normal ışıktan farkı kolayca seçilebiliyor. El fenerinin duvarda bıraktığı ışık lekesi, duvardan uzaklaştıkça büyüyor, lazerin aydınlattığı nokta ise hep aynı büyüklükte kalıyor. Lazer ışığı dağılmadığı için çok hassas işlemlerde rahatlıkla kullanılabiliyor. Cerrahlar, onunla beyin ameliyatlarında küçücük hücreleri dokulardan ayırabiliyor.

Geleceğin lazerli çim biçme makinesi “Zero”, çimleri milimetrik olarak eşit boylarda kesebiliyor.
Lazer ışınları istenilen dalga boyunda üretilebiliyor. Bunun için, doğru lazer malzemesini seçmek yeterli. Lazerin bu özelliği, kimya alanında bir devrime neden oldu. Birçok kimyasal tepkime, ortama, ancak enerji dahil edildiğinde harekete geçiyor. Tepkimenin gerçekleşmesi için, genellikle biraz ısıtmak yeterli oluyor. Ama, özellikle organik kimya alanında görülen bazı hassas tepkimeler için bu yeterli değil. Çünkü bazı moleküller, enerji sadece belirli dozlarda uygulandığında diğer moleküllerle özel bağlar oluşturuyorlar ve böyle bir enerji dozunu sadece lazer mümkün kılıyor.

Araştırmacılar, bu yöntemle lazer yardımıyla vinilklorit (günlük hayatta sıkça kullanılan polivinilkloridin -PVC- ana maddesi) üretmeye başladılar. Bunun için bilim adamları, içi dikloretilen gazıyla dolu bir tepkime hücresine morötesi lazer ışınları gönderiyorlar. Vinilkloridin oluşabilmesi için, tepkimeye belirli aralarla, belirli dozlarda enerji uygulamak gerekiyor. Bu da sadece lazerle yapılabiliyor. Şimdiye kadar bu maddenin endüstriyel olarak üretimi oldukça karmaşıktı: Gaz, 500 santigrat dereceye kadar ısıtılmak zorundaydı, tepkimenin gerçekleşebilmesi için, ayrıca bir de yardımcı maddeye (katalizatör) ihtiyaç duyuluyordu. Lazer yöntemi, daha 300 santigrat derecede işlemeye başlıyor ve bir katalizatöre de gerek kalmıyor. Bu yöntemin sunduğu en büyük avantaj, üretimde sağlanan yüzde 20 oranında artış.