כיצד ניתן להגביר עוצמת לייזר בעזרת כלים ביתיים?

אתחיל במילת אזהרה - לייזר הנו מקור קרינה מרוכז היכול להוות סיכון לראיה (פגיעה ברשתית) ולאיברים אחרים בגוף.
למי שכבר שכח בחנוכה לפני מספר שנים נפגעו עיניהם של מספר נערים מלייזר לא ממוקד במועדון הפורום.
לקריאה: לחץ כאן

לייזר (Laser- Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) הנו מכשיר אלקטרו אופטי ה"ממיר" קרינה אלקטרומגנטית או אנרגיה חשמלית לקרינה אלקטרומגנטית בעלת התכונות הבאות:
(1). מונו-כרומטית - כלומר אורך הגל של כל הקרינה הנפלטת הוא אחיד (למעשה אין אחידות של 100% אלא רוחב הקו הספקטראלי צר מאוד).
(2). כיווניות - הקרינה בעלת פתיחה (התבדרות) זוויתית קטנה מאוד ולכן הקרן נשארת צרה וממוקדת למרחקים ארוכים (בניגוד לאור הנפלט ממנורה לכל הכיוונים).
(3). קוהרנטיות - כל הגאלים שומרים על הפאזה היחסית ביניהם.

בזכות תכונות אלו עוצמת הקרינה ליחידת שטח גבוה מאוד!
 

מרכיבי הלייזר הם (ראה תמונה):
(1). תווך פעיל שפקידו להיות המגבר האופטי - זהו למעשה צבר אטומים או מולקולות שניתן לעורר אותם ולפיק מהם קרינה אלקטרומגנטית על ידי פליטה מאולצת.
(2). מנגנון העירור - זהו מקור האנרגיה ה"מעלה" את האטומים בתווך הפעיל למצב מעורר.
(3). מנגנון המשוב האופטי - זוהי מערכת מראות המצויה בקצוות הטווח הפעיל המחזירה חלק מהקרינה שנוצרה בתווך הפעיל חזרה לתוכו בתנועת הלוך ושוב. תנועה זו יוצרת את ההגברה.
(4). מוצא הקרינה - מראה אחת מחזירה 100% מהקרינה בעוד השנייה מחזירה בין 1-99% מהקרינה (בתלות בלייזר), אחוז הקרינה שאינו מוחזר הוא זה שנפלט החוצה (5).

 
התמונות מויקיפדיה

לכן  כל לייזר הוא "קרינה מוגברת" וזאת מכיוון שתהליך ה"יצור" של קרינת הלייזר כרוכה בהגברה.
על מנת להגביר לייזר  יש צורך בציוד שגם אם אינו חייב להיות מתוחכם מאוד הוא חורג מהגדרת "כלים בייתים"; בנוסף הפעולה גם דורשת את פתיחת המארז של הלייזר, שאף הוא בעל סיכונים.

(1). ניתן להגביר לייזר ע"י הארכת התווך הפעיל המשמש כמגבר אופטי; לא ניתן להאריך עד אינסוף כי מתרחשת גם בליעה בתווך.
(2). הוספת אנרגיה למערכת תגדיל את כמות האטומים המעוררים.
(3). דרך נוספת היא איחוד הקרניים הנפלטות מהלייזר ע"י "מפצל-קרן".

מאת: ד"ר מאיר ברק
המחלקה לביולוגיה מבנית
מכון ויצמן למדע

הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.