خود و محیط اطرافمان را چقدر می‌شناسیم؟
۱۶ آذر ۱۳۹۸
قدم بر سواحل دریای فیزیک
۱۶ آذر ۱۳۹۸

لیزر (LASER) سرنام خوش‌ساختی است که از ابتدای کلمات “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” گرفته‌شده که به معنای “تقویت نور به روش گسیل القایی تابش” است. به این معنا که از طریق تحریک هدف‌دار اتم، فوتون‌های همگرا و تقویت‌شده در فرکانس نور مرئی تولید کنیم.

مفهوم کوانتوم‌انرژی که توسط پلانک و توضیح گسیل القایی که توسط انیشتین ارائه شد و اساس کار لیزر است، می‌توانند مبدا پیدایش لیزر باشند اما اولین لیزر پالسی یاقوت توسط میمن[1] در سال 1960 ساخته شد. جالب است که درست پس از چند ماه پروفسور علی جوان[2] به همراه دو فیزیکدان دیگر موفق شدند اولین لیزر گازی هلیوم-نئون را بسازند.

با اهتمام پروفسور علی جوان، فناوری لیزر در داخل از همان ابتدا سرعت خوبی به خود گرفت. البته در ادامه مسائل مربوط به تحریم کشور، مشکلات فراوانی را جلوی پای متخصصان قرار‌داد، اما قدم‌به‌قدم پیش‌رفتیم و اکنون در داخل کشور تحقیق و توسعه لیزر در سطح دانش روز دنیا پیگیری می‌شود و به طور کلی رتبه ایران در زمینه لیزر تک‌رقمی است. در صنایع دفاعی، توانسته‌ایم به فناوری‌های روز مانند دفاع ضد‌موشک و ضد‌پهپاد لیزری، سلاح توپ لیزری، فاصله‌یاب لیزری و بسیاری دیگر(فعلا تا این حد را مطمئنیم) دست پیدا کنیم. در زمینه پزشکی نیز توانایی تولید و تعمیر از صفر تا صد بسیاری از لیزر‌های پزشکی را داریم و تا‌کنون نیز تولیدکرده و به‌کار گرفته‌ایم. (چنانچه برخی فارغ‌التحصیلان همین دانشگاه در این زمینه فعالند). مرکز لیزر سازمان انرژی اتمی، مرکز ملی علوم و فنون لیزر و مرکز تحقیقات لیزر پزشکی از مهمترین فعالان زمینه لیزر هستند. پروژه هایی از قبیل دستیابی به پالسهای فوق کوتاه فمتوثانیه و در نتیجه توانهای بسیار بالا (در حد 10 به توان 18 وات بر سانتی‌متر‌مربع بعد از فوکوس) و همچنین ساخت جایروترونها و پروژه های متعدد دیگری در حال انجام است.

اکنون زمینه‌های زیادی هستند که حضور لیزر در پیشرفت آنها حیاتی است. صنایع نظامی، فرایند غنی‌سازی هسته‌ای، ستاره راهنمای لیزری، رادار لیزری و بسیاری نمونه دیگر، حتی محاسبات کوانتومی، از زمینه‌های مهمی هستند که لیزر یا نقش اول است یا یکی از نقش‌های مهم در این عرصه هاست. دقت کنید که نوع لیزر کاربردی در هر زمینه‌ای متفاوت است و هر طول‌موجی تکنیک خاصی را دارد که باعث می‌شود طراحی این دستگاهها بعضا بسیار پیچیده شود. به عنوان مثال لیزر در فرکانس یک الی 500 گیگاهرتز را با دستگاهی تحت عنوان جایروترونها درست می‌کنند که فناوری آن تحت دسترسی تنها چند کشور کمتر از انگشتان یک دست است. کاربردهای متعدد نظامی از جمله استفاده به عنوان سلاح مستقیم و کاربردهای هسته‌ای جایروترونها باعث شده تا فناوری آن کاملا محرمانه باقی بماند.

در کشور ما ثابت شده که فیزیک، کشور را نجات می‌دهد. قطعا دانشجویان فیزیک هستند که درک عمیق و پایه‌ای نسبت به فیزیک این مسائل جدید را دارند. چنانچه قرار باشد دستگاهی مثل جایروترون که فقط در اختیار دو کشور (آمریکا و روسیه) است طراحی شود، مهندس این توانایی را ندارد. مساله کاملا فیزیکی است و قطعا به یک فیزیکدان نیاز می‌شود.؛ بله در برخی جزئیات به مهندس برق نیاز داریم؛ ولی کلیات را یک فیزیکدان طراحی می‌کند.

(علاقه‌مندان بدانند کسی که وارد بحث لیزر می‌شود، علاوه بر درس‌های مربوطه، باید کمی الکترونیک نیز بلد باشد و از مدار بستن نترسد. همچنین تا حد خوبی الکترومغناطیس پیشرفته (برای مثال جکسون) بداند.)

بالاخره لیزر گستره‌ی وسیعی از علم را، هم از جهت نظری و هم تجربی در بر می‌گیرد. هم قابلیت حرکت در مرز علم لیزر و توسعه‌ی آن وجود دارد و هم راهی طولانی برای گسترش این فناوری به عرصه‌های مختلف صنعت در پیش است.اما وجود بازار بسیار مناسب لیزر از تمرکز متخصصان برای پیشرفت مباحث تئوری می‌کاهد. از جهتی دیگر نیاز به سرمایه‌گذاری شرکت‌های مختلف است تا فناوری به سرعت گسترش یابد و تجاری‌‌سازی شود. نبود سرمایه‌گذاری مناسب و فرصت تجاری‌سازی، موجب شده است تا ما هنوز نتوانیم لیزر‌های مهم و کاربردی مخصوصا در زمینه‌های پزشکی را کامل تولید کنیم. در نتیجه سرمایه‌گذاری مناسب نیاز است تا موجب پیشرفت فناوری ‌شود و بالعکس. و این ها مشکلات پیش‌رو است که امید داریم حل شود.

 

پاورقی‌ها:
  1. Theodore H. Maiman
  2. Ali Javan

 

 

0 0 رأی مثبت
امتیاز این نوشته
محمد آقاجانی
محمد آقاجانی
ورودی کارشناسی فیزیک شریف ورودی ۹۵
اشتراک
اطلاع برای
guest
1 دیدگاه
قدیمی‌ترین
جدیدترین بالاترین رأی
Inline Feedbacks
مشاهده همه‌ی بازخوردها
علیرضا
علیرضا
3 ماه پیش

سلام دوست عزیز ممنون بابت مطلب خوبتون جهت اطلاع عرض میکنم که جایروترون توسط هند، چین، ژاپن، سوئیس و آلمان طراحی و ساخته شده است. علی الخصوص آلمانی ها و ژاپنی ها پرچمدار هستند. فیزیکی که در کشور ما آموزش داده میشه به درد هیچ چیزی نمیخوره. آخرش هم باید بیان پایان نامه های مهندسی انجام بدن و در عمل کار بنیادی خاصی صورت نمیگیره. منکر اهمیت فیزیک نمیشم. اشتباه نشه. یک دلیل مهجور بودن فیزیک در کشور تعداد بالای دانشجوها و همچنین اساتید بیخودی هست که داریم. در زمینه جایروترون که زمینه کاری خود بنده است از فیزیک اندرکنش… مشاهده بیشتر»