تعتبر تكنولوجيا الليزر من العلوم المتطورة التي تدخل في العديد من التطبيقات مثل استخدام الليزر في التطبيقات الطبية والاتصالات والأبحاث العلمية والهندسية والعسكرية. وأي مستخدم لليزر مهما اختلف تخصصه فهو بحاجة إلى فهم مبدأ عمل الليزر أي ما يعرف بفيزياء الليزر.
إن الليزر هو عبارة عن جهاز يحول الطاقة من مصادر مختلفة إلى صورة أشعاع كهرومغناطيسي. وهذا تعريف بسيط للبدأ في الموضوع وتوضيح فكرة عمل الليزر حيث أننا نحصل في النهاية على شعاع كهرومغناطيسي (ضوء) يمتلك العديد من الخواص التي تميزه عن أي مصدر ضوئي. وقد جاءت تسمية كلمة ليزر LASER من الأحرف الأولي لفكرة عمل الليزر وهي Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. وتعني تكبير الضوء بواسطة الانبعاث الاستحثاثي للإشعاع الكهرومغناطيسي. وقد تنبأ بوجود الليزر العالم البرت اينشتاين في 1917 حيث وضع الأساس النظري لعملية الانبعاث الاستحثاثي stimulated emission وتم تصميم أول جهاز ليزر في 1960 بواسطة العالم T.H. Maiman باستخدام بلورة الياقوت ويعرف بليزر الياقوت Ruby laser.
أهداف المقرر
يهدف هذا المقرر إلى تعريف الطالب بفكرة عمل الليزر والاسس العلمية التي يبنى عليها الليزر. كما ويهدف المقرر إلى التعرف على أنظمة الليزر المختلفة ودراسة تطبيقات الليزر وكيف تعمل.
وصف المقرر
يقدم هذا المقرر في بدايته شرح لبعض المفاهيم الأساسية التي تشتمل على دراسة خواص الاشعة الكهرومغناطيسية وتفاعلها مع المادة وشرح موسع لعملية الامتصاص والانبعاث التلقائي والانبعاث الاستحثاثي. ومن ثم دراسة خصائص شعاع الليزر ومعاملات اينشتين التي تحدد معاملات الامتصاص والانبعاث التلقائي والاستحثاثي. دراسة شكل واتساع الخط الطيفي، تكبير الإشارة الصغيرة، ودراسة فيزياء ليزر الثلاث مستويات وليزر الأربع مستويات، انماط الليزر معادلات الليزر، تكبير الليزر. وفي الجزء الثاني من المقرر ندرس أنظمة الليزر والتي تشمل على دراسة أنواع متعددة من الليزرات مثل ليزر الهليوم نيون وليزر الارجون وليزر ثاني أكسيد الكربون وليزر الروبي وليزر الصبغات. ويركز الجزء الثالث من المقرر على تطبيقات الليزر مثل التطبيقات الطبية والعسكرية والمنزلية والعلمية.
مخرجات المقرر
في نهاية المقرر يتوقع من الطالب أن يكون قادرا على:
١. فهم المعنى الفيزيائي لتكبير الضوء بواسطة الانبعاث الاستحثاثي والتي تشكل الاساس العلمي لليزر.
٢. فهم فكرة عمل الليزر والسبيل للحصول على ضوء ليزر.
٣. فهم ومراجعة للكثير من المفاهيم الفيزيائية التي درسها الطالب في مقررات سابقة.
٤. التعرف على تصنيفات الليزر المتعددة.