CO2 laser

CO2 laser

Carbon Dioxide Laser

ليزر ثاني اكسيد الكربون

 Introduction

تعريفه :

ليزر ثانى اكسيد الكربون هو ليزر يعتمد على خليط من الغازات كماده فعالة والتى تحتوى على ثانى اكســـيد الكربون (CO2)  والهليوم (He) والنتيتروجين (N2)ومن الممكن بعض من الهيدروجين (H2) .

لقد استغرق الليزر مائة عام لكي يصبح من ضمن أدوات الجراحة الهامة، ويبنى عمل الليزر على نظرية ألبرت أينشتين.

 فأول نوع من أنواع الليزر تم استخدامه هو ليزر ثاني أكسيد الكربون والذي قدمه أحد العلماء بتل في عام 1964، وفى الأعوام الأخيرة دخل الليزر في أنواع كثيرة من العلاج بدأ من تصحيح الإبصار وحتى تنعيم سطح الجلد من التجاعيد وكذلك إزالة الوحمات والندبات.

يعتبر ليزر ثاني أكسيد الكربون من أهم أنواع الليزر ، بسبب كفاءته العالية التي تبلغ 30 % وكبر القدرة الناتجة عنه بسبب أن هذا الليزر يصدر إشعاعاً في منطقة الأشعة تحت الحمراء ومنطقة الميكرويف.

وبسبب الحرارة العالية الصادرة عن هذا الليزر فإنه يصهر كل شيء يعترضه.

The CO 2 laser produces a beam of infrared light and microwave with the principal wave length around 9.4 and 10.6 micrometer. CO2 laser produces 10W of watts of beam power and the largest are in the 100 kW range.

كيف تحدث الاثارة :-
هذا النوع من الليزر تتم عملية الضخ pumping  فيه عن طريق الاثارة بالكهرباء عن طريق تفريغ الغاز gas discharge والتى يمكن تنفيذها على تيار مستمر او تيار متردد 

جهاز ليزر CO2 ويتم فيه وضع الغاز فى فجوة ما بين قطبين كهربيي electrodes وتتم عملية التبريد بواسطة الماء .

Energy level of  CO2 laser :-

The carbon dioxide molecule ،composed two oxygen and one carbon ،undergoes three  different types of vibrational  oscillation .

In CO2 laser ، molecules are pumped from the ground state to higher energy state .

State (001) which is metastable .

A population inversion is produced between the (001)stat  and the (100)and(020) state.

if the losses in the laser cavity are sufficiently low laser begin.

The properties of the lasers CO2:-

*Output spectrum is in the infrared (IR) spectrum.

*Very high efficiency (up to 30%).

*Can operate both continuously or pulsed

*Very simple to operate, and the gasses are non-toxic.

بسيطة التشغيل و غازات غير سامة

  

تطبيقات ليزر ثانى أكسد الكربون : -

• ليزر ثانى اكسيد الكربون يستخدم على نطاق واسع فى العلمليات على المواد material processing وبالتحديد فى :

• قطع المواد البلاستكية والخشب وخلافه وفى هذه الحاله نحتاج الى طاقه ما بين 20 _ 200 وات .

• قطع ولحام المعادن مثل الصلب الذى لا يصدأ والالمونيوم والنحاس عن طريق تطبيق بضع من طاقه من بضع الكيلو وات.

• إزالة الندب العدية (ندبات آثار حبوب الشباب) .

ان اول ليزر ثنائي اوكسيد الكاربون اكتشف لم يكن يستعمل النتروجين ،فقط غاز ثائي اوكسيد الكاربون ولكن كانت الطاقة الناتجة قليلة جدا وكذلك كفائة الليزرحيث كانت الطاقة بحدود (1 ملي واط) ،فائدة النتروجين يستعمل كعامل مساعد مع الهليوم ولكل وظيفته ،حيث يستعمل النتروجين في عملية التهيج ونقل الطاقة الى جزيئات ثائي اوكسيد الكاربون حيث ان النتروجين.

وهناك اضافة اخرى وهو غاز الهليوم وهذا الغاز لا يشارك في عملية التهيج او في عملية التفريغdischarge)وانما يستعمل من اجل عملية التبريد حيث انه يحاول نقل الحرارة الناتجة بسبب التفريغ discharge) الى جدران الانبوب الحاوي وتشكل 50%.

وطبعا تختلف نسبة استخدام كل منهما كما انه باختلاف النسب سنجد اختلاف بعض عناصر ومميزات الليزر الناتج.