מילון למונחי לייזרים
רמי אריאלי: "לייזרים ויישומיהם"

אופני תנודה אורכיים

אורכי גל מסוימים הנמצאים באלומת הקרינה הנפלטת מהלייזר. נקבעים על פי תנאי יצירת גלים עומדים בתוך מהוד הלייזר.

רק אותם אופני תנודה הנמצאים מתחת לעקומת ההגברה, ומעל סף הלזירה יופיעו כקרינה ביציאה מהלייזר.

למידע נוסף הקלק כאן.

אופן תנודה רוחבי

אופן תנודה רוחבי הוא התפלגות גיאומטרית של הספק קרינת הלייזר בחתך רוחב המאונך לכיוון התקדמות האלומה.

למידע נוסף הקלק כאן.

אופן תנודה רוחבי בסיסי (TEM₀₀)

זהו אופן התנודה הרוחבי הנמוך ביותר האפשרי.

הספק הקרינה מתפלג בהתפלגות גאוסיאנית לרוחב האלומה.

אופן תנודה זה שומר על צורתו הגאוסיאנית תוך כדי התקדמותו במרחב.

למידע נוסף הקלק כאן.

אור

מתאר בדרך כלל את ספקטרום האור הנראה. לעיתים משמש לציון קרינה אלקטרומגנטית בכלל.

למידע נוסף הקלק כאן.

אור מונוכרומטי

תיאורטית, אורך גל בעל תדר יחיד.

מעשית, אור בעל רוחב קו צר ביותר.

קרינת הלייזר משמשת דוגמא לאור המונוכרומטי ביותר הקיים בטבע.

למידע נוסף הקלק כאן.

אורך גל

המרחק הקצר ביותר בו חוזר הגל על עצמו במדויק. בדרך כלל נמדד בין שיא לשיא.

אורך הגל של אור בתחום הספקטרום הנראה מגדיר את צבעו.

אורך גל מתואר ביחידות מיקרון, ננומטר, ולעיתים ביחידה המיושנת אנגסטרם.

למידע נוסף הקלק כאן.

אביזרים ללייזר

אלמנטים אופטיים המשמשים לשליטה באלומת הקרינה הנפלטת מהלייזר.

אלמנטים אלו יכולים להיות בתוך המהוד האופטי, כגון: מפסק Q, או חלונות ברוסטר. או אף מחוץ למהוד.

למידע נוסף הקלק כאן.

אלקטרון וולט [eV]

יחידת אנרגיה.

כמות האנרגיה שרוכש אלקטרון כאשר מאיצים אותו באמצעות הפרש פוטנציאלים של 1 וולט.

1 [eV] = 1.6*10^-19 [J]

למידע נוסף הקלק כאן.

אנגסטרם

יחידת מדידת אורך:

1 [A] = 10^-10 [m]

אנודה

אלקטרודה חיובית בשפופרת לייזר גזי.

בתוך השפופרת נמצא גז.

המתח הגבוה בין האנודה לקתודה משמש לעירור חשמלי של הגז בשפופרת.

למידע נוסף הקלק כאן.

בהיקות

תחושה ויזואלית של עוצמת הארה של מקור אור. קשורה לעקום הרגישות של העין, ולכן אינה מהווה מדד פיזיקלי אובייקטיבי למדידת עוצמת האור.

למידע נוסף על רדיומטריה ויחידות מדידה פיזיקליות של קרינה אלקטרומגנטית הקלק כאן.

בליעה של קרינה אלקטרומגנטית

קליטת קרינה אלקטרומגנטית באמצעות אינטראקציה עם חומר, והפיכת הקרינה לצורה אחרת של אנרגיה. בדרך כלל הקרינה האלקטרומגנטית הופכת לחום (המתבטא בעליית הטמפרטורה של החומר).

תהליך הבליעה תלוי באורך הגל של הקרינה האלקטרומגנטית, ובחומר הבולע.

למידע נוסף הקלק כאן.

גודל כתם אלומת קרינה

מידה לקוטר אלומת הקרינה במאונך למסלול התקדמותה.בדרך כלל מתייחסים לגודל כל כתם האור, מבלי להתייחס לאופני התנודה הרוחביים של הקרינה.

למידע נוסף הקלק כאן.

הגברה אופטית בלייזר

תהליך בו גדלה כמות הפוטונים המרכיבים את הקרינה אלקטרומגנטית בתוך התווך הפעיל בתוך מהוד הלייזר.

הגברה זו מתרחשת בתהליך של פליטה מאולצת.

למידע נוסף הקלק כאן.

הולוגרמה

תופעת התאבכות מוקלטת על לוח צילום (או פילם).

כמות המידע האגורה בהולוגרמה עצומה, וניתן לשחזר מתוכה תמונה תלת ממדית.

למידע נוסף הקלק כאן.

היפוך אוכלוסייה

מצב מעורר של החומר, בו יותר אטומים (או מולקולות) נמצאים ברמה מעוררת מאשר ברמה נמוכה ממנה.

זהו תנאי הכרחי ללזירה.

למידע נוסף הקלק כאן.

החזרה

פעולה הגורמת לאלומת קרינה אלקטרומגנטית לחזור בעת פגיעתה במשטח מחזיר.

זווית הפגיעה שווה לזווית ההחזרה. בפעולת החזרה אין שינוי באורך הגל של הקרינה האלקטרומגנטית.

למידע נוסף הקלק כאן.

הנחתה אופטית

ירידת העוצמת של קרינה אלקטרומגנטית כתוצאה ממעבר הקרינה דרך תווך בולע או מפזר.

למידע נוסף הקלק כאן.

הספק יציאה

אנרגיה ליחידת זמן הנפלטת מהלייזר בצורת קרינה אלקטרומגנטית קוהרנטית.

נמדדת ביחידות וואט שהן ג'אול בשנייה.

למידע נוסף הקלק כאן.

הספק קרינה אלקטרומגנטית

אנרגיה המועברת עם הקרינה ביחידת זמן.

מתוארת ביחידות וואט שהם מספר ג'אולים בשניה:

1 [W] = [J/s]

למידע נוסף הקלק כאן.

התאבכות

צירוף של שני גלים או יותר, שתוצאתו הגברה (התאבכות בונה) או הקטנה (התאבכות הורסת) של אמפליטודת הגל הנוצר. קשורה לקוהרנטיות הגלים, ולפאזה היחסית שלהם.

למידע נוסף הקלק כאן.

התבדרות אלומת קרינה אלקטרומגנטית

הזווית בה מתרחבת אלומת הקרינה תוך כדי התקדמותה.

זווית ההתבדרות נמדדת במיליראדיאנים.

עבור זוויות התבדרות קטנות, ניתן לקרב את זווית ההתבדרות באמצעות חלוקת קוטר האלומה במרחק ממיפתח הלייזר.

למידע נוסף הקלק כאן.

זווית התבדרות

(ראה התבדרות אלומת קרינה אלקטרומגנטית).

חלונות ברוסטר

חלונות בשני קצות לייזר גזי המשמשים ליצירת אלומת קרינה אלקטרומגנטית מקוטבת קווית ביציאה מהלייזר.

החלונות ממוקמים בזווית ברוסטר לעומת הציר האופטי של הלייזר, כך שרק קיטוב בכיוון מסוים עובר דרכם.
למידע נוסף הקלק כאן.

חריר מגביל

קוטר החריר דרכו עוברת הקרינה האלקטרומגנטית.

משמש לדוגמא בהגדרת בטיחות השימוש בלייזרים.

למידע נוסף הקלק כאן.

יאג

גביש סינתטי המיוצר מאיטריום אלומיניום גארנט.

משמש ליצירת לייזר נאודימיום יאג באמצעות זיהום הגביש ביוני נאודימיום.

למידע נוסף הקלק כאן.

כמות חשיפה מכסימלית מותרת

על פי תקן אמריקאי ANSI Z- 136.1 מוגדרת כמות אנרגיה מכסימלית מותרת לחשיפת אנשים לקרינה אלקטרומגנטית, מבלי לגרום לנזק לרקמות הביולוגיות בעור ובעיניים.

בהתאם לחריר המגביל ואורך הגל של הלייזר, קיימת מיגבלה (בעיקר לעיניים) של כמות מכסימלית עבור כל דרגת חלוקה של הלייזרים לקבוצות.

למידע נוסף הקלק כאן.

לזירה

שם לפעולה בה נוצרת הקרינה האלקטרומגנטית הנפלטת מהלייזר.
למידע נוסף הקלק כאן.

לייזר

שם למתקן המכיל תווך פעיל ומשמש ליצירת קרינה אלקטרומגנטית עם תכונות מיוחדות של מונוכרומטיות וקוהרנטיות.

השם לייזר מורכב מראשי תיבות באנגלית:

LASER = Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

למידע נוסף הקלק כאן.

לייזר אקסימר

לייזר גזי הפולט קרינה אלקטרומגנטית בתחום ספקטרום האולטרא סגול.

התווך הפעיל הוא "דימר מעורר" אשר אין לו מצב יסוד יציב.

למידע נוסף הקלק כאן.

לייזר גביש האודם (רובי)

זהו הלייזר הראשון שיוצר על ידי בני אנוש.

לייזר מצב מוצק בו גביש של ספיר המכיל זיהום של תחמוצת כרום משמש כתווך פעיל.

למידע נוסף הקלק כאן.

לייזר גזי

לייזר בו התווך הפעיל נמצא במצב צבירה של גז.

הגז יכול להיות מורכב ממולקולות כגון CO₂, מאטומים כגון הליום-נאון, או מיונים כגון ארגון.

למידע נוסף הקלק כאן.

לייזר דיודה

לייזר מחומר חצי מוליך כגון גליום ארסניד (GaAs). בנוי כצומת p-n של שני חומרים חצי מוליכים כמו כל דיודת מצב מוצק.

למידע נוסף הקלק כאן.

לייזר הליום נאון

לייזר גזי בו אטומי הליום ונאון מהווים את התווך הפעיל.

עיקר קווי הפליטה של לייזר זה הם בתחום הספקטרום הנראה, ובמיוחד נפוץ השימוש באורך הגל האדום: 0.6328 מיקרון. קיימים גם קווי פליטה בתחום ספקטרום האינפרא אדום הקרוב.

למידע נוסף הקלק כאן.

לייזר חצי מוליך

(ראה לייזר דיודה).

לייזר יון הארגון

לייזר גזי בו יון הארגון מהווה את התווך הפעיל.

לייזר יון הארגון פולט קרינה אלקטרומגנטית בתחום הנראה בספקטרום הכחול-סגול. שני אורכי הגל העיקריים הנפלטים ממנו הם: 448 ננומטר ו- 515 ננומטר.

למידע נוסף הקלק כאן.

לייזר ממותג Q

לייזר שהאנרגיה נאגרת בתוך התווך הפעיל מבלי לצאת החוצה, עד להיווצרות כמות אנרגיה גבוהה ליצירת פולס צר בעל אנרגיה גבוהה.

אגירת האנרגיה מבוצעת באמצעות עצירת יכולת המהוד ליצור תנודות, תוך שמירת "ערך Q" של המהוד נמוך.

למידע נוסף הקלק כאן.

לייזר מצב מוצק

לייזר בו התווך הפעיל נמצא במצב צבירה מוצק (בדרך כלל לא כוללים בסוג זה את לייזרי הדיודה, למרות שהם עונים על הגדרה זו).

למידע נוסף הקלק כאן.

לייזר מתכוונן

לייזר שיכול לפלוט קרינה אלקטרומגנטית במספר רב של אורכי גל, ומשתמשים באלמנט אופטי כגון מינסרה או שריג כדי לבחור אורך גל מסוים רצוי.

לייזר פולסי

לייזר שהקרינה האלקטרומגנטית נפלטת ממנו בצורת פולסים.

למידע נוסף הקלק כאן.

לייזר פחמן דו חמצני (דו תחמוצת הפחמן)

לייזר גזי בו מולקולות CO₂ מהווה את התווך הפעיל.

לייזר זה פולט קרינה בתחום ספקטרום אינפרא אדום, בתחום 9-11 מיקרון.

אורך הגל העיקרי הנפלט הוא 10.6 מיקרון.

למידע נוסף הקלק כאן.

לייזר צבע

לייזר בו התווך הפעיל הוא חומר צבע (בדרך כלל בצורת נוזל).

לייזר הנשאב בדרך כלל בשאיבה אופטית על ידי לייזר אחר.

עבור כל צבע יש תחום ספקטרום רציף בו אפשר לכוונן את הלייזר.

למידע נוסף הקלק כאן.

מהוד אופטי של לייזר

החלל בין המראות בקצות הלייזר, ביניהן מתרחש תהליך הגברת הקרינה כאשר היא נעה הלוך ושוב דרך התווך הפעיל. צורת המראות ומיקומן הם הקובעים את המהוד הנוצר.

למידע נוסף הקלק כאן.

מוט לייזר

התווך הפעיל בלייזר מצב מוצק מורכב בדרך כלל ממוט מוצק מחומר אחד, בתוכו מצויים יונים של חומר אחר.

עירור המוט מבוצע בדרך כלל באמצעות שאיבה אופטית.

המוטות המקובלים הם של לייזר גביש האודם (רובי), ולייזר נאודימיום יאג.

למידע נוסף הקלק כאן.

מונוכרומטיות

"צבע אחד" – הכוונה היא לקרינה אלקטרומגנטית בעלת רוחב ספקטרלי צר ביותר כגון זה של קרינת לייזר.

למידע נוסף הקלק כאן.

מיליראדיאן

יחידה למדידת זווית המסמנת אלפית ראדיאן.

1 [mrad] = 0.057⁰

למידע נוסף הקלק כאן.

מיפתח

הפתח דרכו עוברת הקרינה האלקטרומגנטית. בדרך כלל גורם לתופעת עקיפה המגבילה את הקרינה האלקטרומגנטית העוברת דרך המיפתח.

למידע נוסף ראה חריר מגביל.

מיקרון

יחידת אורך המסמנת מיקרו-מטר (10^-6 מטר).

מצב יסוד

רמת האנרגיה הנמוכה ביותר בה יכול להימצא אטום (או מולקולה).

למידע נוסף הקלק כאן.

מצב מטאסטבילי

מצב בו יכולה להימצא רמת הלזירה העליונה. זהו מצב מעורר עם זמן מחצית חיים ארוך יחסית.

למידע נוסף הקלק כאן.

מצב מעורר

מצב של התווך הפעיל בו אטום (מולקולה)קלט אנרגיה, ועלה לרמת אנרגיה גבוהה יותר. בדרך כלל זהו מצב ריגעי, מכיוון שהאטום חוזר לרמת היסוד תוך פרק זמן קצר.

למידע נוסף הקלק כאן.

מצמד מוצא

חלק הלייזר המאפשר לקרינה האלקטרומגנטית לצאת מחלל הלייזר.

בדרך כלל זוהי מראה מחזירה בחלקה בקצה המהוד האופטי של הלייזר.

למידע נוסף הקלק כאן.

משרעת (אמפליטודה)

ערך מכסימלי (שיא) של גל. נמדד כסטייה מכסימלית ממצב שיווי משקל.

למידע נוסף הקלק כאן.

ננומטר

החלק האחד מביליון של מטר (10^-9 מטר).

נעילת אופני תנודה

שיטה ליצירת פולסי לייזר קצרים (10^-12) בעלי עוצמה גבוהה מאוד.

למידע נוסף הקלק כאן.

סיב אופטי

חומר אופטי שקוף בצורת חוט ארוך המעביר אור לאורכו מקצה אחד לקצה שני.

העברת האור בסיב אופטי עם פרופיל מדרגה של מקדם השבירה מבוססת על תופעת ההחזרה הפנימית הגמורה מדפנות הסיב.

ספקטרום אולטרא סגול

קרינה אלקטרומגנטית בתחום אורכי הגל בין קרני x לתחום הספקטרום הנראה.

נהוג לחלק את ספקטרום האולטרא-סגול לשלושה תחומי משנה:

UV-A: 315-400 [nm]

UV-B: 280-315 [nm]

UV-C: 100-280 [nm]

למידע נוסף הקלק כאן.

ספקטרום אינפרא אדום

קרינה אלקטרומגנטית בתחום אורכי גל ארוכים מתחום הספקטרום הנראה, שאינם נראים לבני אנוש.

כוללת את תחום הספקטרום: 0.7 – 1,000 מיקרון.

מקובל לחלק את תחום ספקטרום האינפרא אדום ל 3 תחומים:

אינפרא אדום קרוב: 0.7 – 2.5 מיקרון.
אינפרא אדום בינוני: 2.5 – 15 מיקרון.
אינפרא אדום רחוק: 15 – 1,000 מיקרון.

למידע נוסף הקלק כאן.

ספקטרום האור הנראה

תחום ספקטרום הקרינה האלקטרומגנטית הנראה על ידי בני אנוש.

מוגבל לתחום אורכי הגל: 0.4-0.7 מיקרון [(400 – 700 ננומטר).

למידע נוסף הקלק כאן.

עדשה

חומר שקוף המעוצב בצורה הגורמת לקרינה העוברת דרכו לשנות את כיוונה עקב תופעת השבירה של האור במעבר מתווך לתווך.

עדשה מרכזת

גורמת לאלומה מקבילה להתרכז למוקד.

עדשה מפזרת

גורמת לאלומת הקרינה להתפשט (להגדיל את זווית התבדרות).

עירור

השקעת אנרגיה בתווך הפעיל כדי להעבירו למצב של היפוך אוכלוסייה.

למידע נוסף הקלק כאן.

עקומת הגברה של לייזר

גרף המתאר את ההגברה של תווך הלייזר כפונקציה של התדירות.

למידע נוסף הקלק כאן.

עקיפה

תכונה של גל היוצרת אפשרות לגל להתקדם מעבר למכשול. כאשר אלומת קרינה אלקטרומגנטית עוברת ליד שפה של חומר אטום לאור, היא מתקדמת גם בכיוונים מסוימים השונים מהתקדמותה הגיאומטרית בקו ישר.

למידע נוסף הקלק כאן.

פוטון

היחידה הבסיסית המרכיבה את האור.

הפוטון הוא קוואנט של אור עם אנרגיה (E) היחסית לתדירות (ν) או יחסית הפוך לאורך הגל (λ):

E = hν = hc/λ

קבוע הפרופורציה הוא קבוע פלנק (h).

c = מהירות האור בריק.

למידע נוסף הקלק כאן.

פולס לייזר

קרינה אלקטרומגנטית הנפלטת בצורה בלתי רציפה.

למידע נוסף הקלק כאן.

פלואורסצנסיה

פליטת אור באורכי גל מסוימים, כתוצאה מבליעת אור באורכי גל קצרים יותר.
תכונה של חומרים מסוימים שיש להם ספקטרום בליעה מסוים וספקטרום פליטה מסוים.למידע נוסף הקלק כאן.

פליטה מאולצת

פליטה של קרינה קוהרנטית מלייזר, כאשר כל פוטון גורם לפוטונים נוספים להפלט באותו כיוון ובאותו מופע.

כדי ליצור פליטה מאולצת, חייב התווך הפעיל להיות במצב של היפוך אוכלוסייה.

למידע נוסף הקלק כאן.

פליטה ספונטנית

פליטה אקראית של פוטון כאשר האטום המעורר יורד למצב אנרגיה נמוך יותר.

נקבעת על פי זמן החיים של המצב המעורר.
למידע נוסף הקלק כאן.

צפיפות אופטית

ביטוי מתמטי של לוגריתם ההנחתה שמנחית תווך מסוים את עוצמת הקרינה. צפיפות אופטית משמשת לדוגמא להשוואת פילטרים להגנה בפני קרינה.

צפיפות הספק קרינה

שטף קרינה אלקטרומגנטית ליחידת שטח ליחידת זמן.

יחידות: [W/cm²].

למידע נוסף הקלק כאן.

קוהרנטיות

תכונה של קרינה אלקטרומגנטית בה הגלים נמצאים באותו מופע גם במרחב וגם בזמן.

קרינה קוהרנטית היא מונוכרומטית, ובעלת התבדרות אלומה נמוכה. ניתן למקד אותה לצפיפויות הספק גבוהות ביותר.

קוהרנטיות נדרשת לתופעות התאבכות כגון הולוגרפיה.

למידע נוסף הקלק כאן.

קוטר אלומת קרינה

קוטר אלומת קרינה הנמדד במאונך לכיוון התקדמותה.

בוחרים נקודה בה עוצמת הקרינה יורדת לחלק מסוים מתוך עוצמתה המכסימלית.

הגדרות המקובלות הן :

e^-1 = 1 / 0.368

e ^-2 = 1 / 0.135

למידע נוסף הקלק כאן.

קיטוב האור

תנודות וקטור השדה החשמלי בכיוון מוגדר במישור המאונך לכיוון התקדמות הגל האלקטרומגנטי.

למידע נוסף הקלק כאן.

קרינה אלקטרומגנטית (ספקטרום)

גל המתקדם בריק במהירות האור, ומורכב מתנודות רוחביות של שדה חשמלי ושדה מגנטי המאונכים זה לזה, וכיוון התקדמות הגל.

קרינה אלקטרומגנטית נוצרת על ידי האצת מטענים חשמליים.

ספקטרום הקרינה האלקטרומגנטית כולל את קרני x, תחום הספקטרום הנראה, תחום ספקטרום האינפרא אדום, מיקרוגל וכו'.

למידע נוסף הקלק כאן.

קתודה

אלקטרודה שלילית בשפופרת לייזר גזי.

בתוך השפופרת נמצא גז.

המתח הגבוה בין האנודה לקתודה משמש לעירור חשמלי של הגז בשפופרת.

למידע נוסף הקלק כאן.

ראדיאן

יחידה למדידת זווית:

2π [rad] = 360⁰

1 [rad] = 57.3⁰

למידע נוסף הקלק כאן.

שאיבה

עירור התווך הפעיל הלייזר באמצעות הוספת אנרגיה ממקור חיצוני. האנרגיה יכולה להיות מצורה כלשהי כגון: חשמלית, אופטית, או תרמית. עירור זה נועד לצורך יצירת מצב של היפוך אוכלוסייה.

למידע נוסף הקלק כאן.

שאיבה אופטית

עירור התווך הפעיל הלייזר באמצעות קרינה אלקטרומגנטית ממקור חיצוני.

ההארה יכולה להיות מכל מקור שהוא כגון: ממנורות מסוגים שונים, מלייזר אחר, או אפילו מהשמש.

למידע נוסף הקלק כאן.

שבירה

שינוי כיוון ההתקדמות של אלומת הקרינה האלקטרומגנטית בעת המעבר מתווך לתווך.

מהירות ההתקדמות של הגל בכל תווך מוגדרת על פי מקדם השבירה (n) של התווך.

השבירה מתבצעת על פי חוק סנל:

n₁sin(θ₁) = n₂sin(θ₂)

למידע נוסף הקלק כאן.

תדירות (תדר)

מספר הפעמים שהגל מתנודד בשניה (מספר מחזורי התנודה בשניה).

למידע נוסף הקלק כאן.

תווך לזירה

(ראה תווך פעיל).

תווך פעיל

אוסף אטומים או מולקולות שניתן לעוררן למצב של היפוך אוכלוסייה, ולגרום להם לפלוט קרינה אלקטרומגנטית בתהליך פליטה מאולצת.
למידע נוסף הקלק כאן.