تحقیق درباره ثبت ليزري

ديسكهاي فشرده (CD) و ديسكهاي ويدئويي فشرده( CDV)روشهاي جديدانقلابي براي ذخيره سازي و انتقال صدا ، تصاويرو اطلاعاتند. دراين تكنولوژي از باريكه هاي ليزر هم براي ثبت يا رمزگذاري اطلاعات روي ديسكهاي فشرده وهم جهت (خواندن ) يا بازنواخت اطلاعات ذخيره شده استفاده مي شود.

CDو CDV

ديسك فشرده از جهاتي شبيه صفحه گرامافون و از جهاتي بسيار متفاوت است . مثلاً،شيارروي گرامافون مارپيچ مداومي است كه موقع پخش صفحه از ابتدا تا انتهاي آن توسط سوزن گرامافون تعقيب مي شود. ديسك فشرده اطلاعات يا موسيقي را روي دايؤه هاي هم مركزي با ميلياردها دست انداز به نام رگه (پيت) رمز گذاري  مي كند . رگه هاي توسط ليزر برديسك حك مي شوندو بعداً موقع پخش ديسك آنها باريكه ليزري با هوشي را كه به ديسك مي تابد قطع و وصل مي كنند.

رگه روي CD فقط 00005/0 سانتيمتر پهنا و 000001/0 سانتيمترعمق دارد.

رگه هاي ظريف توسط باريكه ليزري نازك و بسيار دقيق(خوانده ) مي شوند. چون رگه ها فوق العاده كوچكند، مي توانند در فضاي كوچكتر شامل اطلاعات بسيار بيشتري باشند .

درديسك فشرده و يك چهارم  اينچ درداخل شعاع 33 ميليمتري بيشتر از 20,000 رداز رگه ها وجوددارد . به اين دليل ، نام فشرده براي C  D ها اسم با مسمس اي است و اندازه آنها فقط يك ششم اندازه صفحه هاي گرامافون است . دريك طرف C  D مي توان تا 74 دقيقه موسيقي يا اطلاعات ضبط كرد.

مثل ارتباطات راه نوري رگه هاي روي CD معرف اطلاعات به شكل رمزهاي دودويي انأ. براي ثبت اطلاعات ، موسيقي يا تصاوير ويدئويي روي ديسك ، آنها رقمي مي شوند. درمورد موسيقي ،صدا با آهنگ 44100 مرتبه در ثانيه نمونه برداري  مي شود (بيشترازدوبرابر20,000 كه بالاترين بسامد قابل شنيدن توسط گوش انسان است ) و هرنمونه 16رقم دودويي يا بايت مي شود . اگر موسيقي با دو كانال استريو ضبط شود، هرثانيه صدا نمايانگر4/1 ميليون بيت اطلاعات روي CDاست . دقت حيرت آور ضبط صدا روي CD به آن دليل ممكن است كه ميليونها  بيت اطلاعات را  مي تواند نگهدارد (شكل 11)

شكل 11 خروجي ليزر نيمرساناي موج پيوسته (4) از آرايش تقسيم كننده منشوري باريكه (3) مي گذارد و به وسيله  مجموعه عدسي (1) برسطح ديسك درحال حركت  كانوني مي شود . نور بازتابيده از سطح حك شده  كه شامل اطلاعات رقمي است توسط دستگاه عدسي (2) جمع مي شود و توسط تقسيم كننده باريكه روي آشكار ساز نوري (5) باز تابانده مي شود .

وقتي كه CD پخش مي شود، باريكه ليزر از پايين به ديسك مي تابدو از لايه شفاف و نازك محافظ روي ديسك مي گذاردو روي لايه نازك آلومينيمي باز تابدهنأه  يا سطح سيگنال كانوني مي شود . روي سطح كه در آنجا بيت ها ثبت شده اند قطر باريكه ليزري فقط 7/1 ميكرون است . حتي اگر لايه شفاف ؤوي ديسك غبارآلود يا خراشدار باشد ، باريكه ليزري چنان ظريف كانوني مي شود كه بيشتر اين آلايشها بر كيفيت پخش اثري ندارند زيرا آنها كانوني نيستند .

ديسكهاي فشؤده با رمز تصحيح خطاي داخلي ساخته  مي شوند . خطاها ممكن است كاتوره اي باشند، مثل آنهايي كه موقع  توليأ ديسك دروقت  برش ديسك يا پوشش روي ديسك پيش مي آيندو دقيق نيستند . خطاها ممكن است  از خراشهاي شديد يا غبار سنگين روي ديسك ناشي شوند. با فرايندي به نام درونيابي، بيت هاي نادرست اطلاعات موجود درپس و پيش دسته بيت هاي اطلاعاتي برآورد مي شوند.

سطح ديسك فشرده  بايد كاملاً به باريكه ليزري كه آن را مي خواند عمود باشد. در غير اين صورت صدا به علت اينكه نور ليزركج مي رود اعواجاج خواهدداشت . كج رفتن  گاهي ناشي از اين  است كه ديسك با جذب رطوبت تاب بر مي دارد. به اين دليل ديسكهاي فشرده با ماده اي كه در مقابل  لطمه رطوبت كمترآسيب پذير باشد به طور تزريقي ريخته مي شود.

پخش كننده ديسك فشرده ، صدا را با سرعت 2/1 متربر ثانيه پخش مي كند . براي اينكه اين سرعت ثابت بماند ، وقتي كه ليزر نزديك مركز ديسك را (مي خواند) صفحه گردان پخش ،458 دور دردقيقه مي گردد. وقتي كه باريكه ليزري به طرف خارج حركت مي كند، سرعت صفحه گردان  به تدريج تا 197 دوردردقيقه كند مي شود.

CD ها علاوه  برصافي صدا مزاياي زياد ديگري نيز دارند. چون ليزر بدون اينكه با ديسك تماس داشته باشد CD رااز ميان پوشش شفاف (مي خواند) CDها مثل صفحه هاي گرامافون معمولي كه با سوزن كار مي كنند  زود خراب نمي شوند . افزون برآن ، نوفه سطحي ،خش خش ،صداي بامب بامب ، يا تلق تلق يا اعوجاج صدا دراثر نشستن خاك روي ديسك وجود ندارد. خود ليزر نيز دهها بار بيشتؤ از الماس پيكاپ گرامافون دوام دارد.

CDVها ديسكهاي فشرده اي هستند كه هم صدا و هم تصوير را ضبط مي كنند. CDV 12 اينچي نيز شبيه صفحه گرامافون است ولي عملاً با آن بسيارمتفاوتاست . اطلاعاتي كه بايد ضبط شود دررگه هاي كوچك ميكروسكوپي درشيارهاي هم مؤكز روي CDV با باريكه ليزر آرگون  رمز گذاري مي شود .دراين مورد، داده ها بايد به صورت سه نوار جداگانه ثبت شوند: دو تا براي صداي استريوفونيك و يكي براي استريوفونيك و يكي بؤاي تصوير ويدئويي رنگي . وقتي كه CDV با 1800 دور دردقيقه  مي چرخد، باريكه ليزر رگه هاي روي ديسك را مي خواند و اطلاعات رمز گذاري شده براي ايجاد صدا و تصاوير رنگي ضبط شده روي ديسك به سيگنالهاي الكتريكي تبديل مي شوند. CDV حفاظ مضاعف دارد تا از آسيب رطوبت درامان  باشد . CDV همان مزاياي دقت و عمرطولاني CD را دارد.

مزيت ديگر CDهاو CDV ها دراين است كه شنونده  مي تواند با دقت بسيار از يك آهنگ روي CD به آهنگ ديگر پرش كند. درمورد CDV ها استفاده كننده مي تواند  به طور دقيق به همان  نماي ويدئويي و صوتي كه رها  كرده  بود برگردد. ديسكهاي ويدئويي مزايايي دارد مثل جدول محتويات با فهرست فصلها به طوري كه استفاده كننده بتواند به طور دقيق محل مورد ديسك پيدا كند.

كتابخانه هاي ليزري

وجامعه پراطلاعات

تعدادثمرات موجود براي استفاده هاي مبتني بر ذخيره روي ديسك فشرده  روبه ازدياد است . اين طريقه جديد ضبط صدا و تصوير براي سرگرمي مورد استفاده  قرار مي گيرد. ولي CDها راهي نو براي ذخيره كميتهاي عظيم اطلاعاتي درحافظه ويژه خوانده (ROM) نيز هستند.

امروزه بسياري از كتابخانه ها براي انجام دادن پژوهش ، ذخاير كامپيوتري شده در اختيار دانشجويان مي گذارند. ديسكهاي CDROM به همراه كامپيوتر براي اين منظور در كتابخانه برپا مي شود . مثلاً نقل قولها از مقالاتي كه به تازگي در مجلات و نشريات چاپ شده اند به صورت موضوعي دربانك داده هاي كامپيوتر فهرست مي شوند ودانشجويان مي توانند انها را از برنامه روي صفحه كامپيوتر ببيند. اگر كسي كپي مقاله اي را بخواهد، مي تواند آن را مستقيماً از ؤوي ديسك CDROM موجود چاپ كند.

باروش كامپيوتري شده درمقايسه با وقتي كه دانشجو شخصاً ميان مقالات فهرست شده  درمنابعي مثل راهنماي خوانندگان براي آثار مكتوب ادواري مطالب مورد نظر خود راپيدا مي كندوسپس به كتابخانه هاي محل مقاله مراجعه و اطلاعات لازم راكپي مي كند.

ساعتها وقت صرفه جويي مي شود . بانكهاي داده هاي كامپيوتر داده هاي كامپيوتري اين مزيت را نيز دارند كه از نظر نشريه هاي ادواري روزآمدند به طوري كه مقالات تازه منتشر شده را به راحتي دردسترس قرار مي دهند.

امروزه بسياري از شركتها فهرستهاي طويلي از بانكهاي داده هاي تخصصي را عرضه  مي كنند. اين كتابخانه هاي كامپيوتري  ممكن است شامل قسمتهاي موضوعي مثل علوم  و تكنولوژي ،زيست نگاري ،هنر، نشريات ادواري بازرگاني ، علوم انساني ،راهنماي خوانندگان براي آثارادواري ،كتابداري ،آموزش و پرورش و علوم اجتماعي باشند. افزون بر اينها ، خدماتي نيز براي كامپيوتري  كردن مستقيم رايجترين اطلاعات و داده ها انجام  مي گيرد.

اي . تي . پي  ساراتوگا  در كاليفرنيا بازار ذخيره اطلاعاتي روي كاغذ بود .

روشهاي ديگر ذخيره سازي عبارتنداز مغناطيسي ،ميكروفرم و نوري . از ذخاير اطلاعاتي مبتني به شكلهاي غير كاغذي ، ذخيره نوري روي ديسكهاي CDROM از 7 درصد بازار در1987 تا بيش از 32 درصد بازار در 1991 رشد كرده  است . در همين مدت ، ذخيره سازي مغناطيسي به حدود21 درصد و ذخيره سازي ميكروفرم به 4درصد كاهش يافته اند .

كامپيوترهاي IBM به طورگسترده در بانك داري ، بيمه و حمل و نقل به كار مي روند . همچنين اين كامپيوترها سهم بزرگي در تكميل كامپيوتر هاي نصب شده درحال كاردردفاتر دولتي ، كارخانه هاي توليدي و بازرگاني درسراسر امريكا داشته اند.تكنولوژي ذخيره سازي نوري انتخابي آنها تاثير عمده اي بر چگونگي ذخيره سازي  اطلاعاتي نوري اعمال شده توسط اين دفترها در سراسر كشور داشته است . مشتريها در جستجوي ارتقاي استاندارد CD ها هستند . پنج و يك چهارم اينچ ،12اينچ ،و سه و نيم اينچ اندازه استاندارد فعلي اند.

با پيشرفت به سوي قؤن بيست و يكم آموزش نيز درحال تحول است . يادگيري تمام عمر توسط همه گروه هاي سني ، بدون محدوديتهاي زماني يا مكاني ، بيشتر و بيشتر لازم به نظر مي رسد. دراين فرايند تكنولوژي ديسك ليزري جهت ذخيره و جمع دانش نقش مهمي را ايفا مي كند. افرادي كه به جديدترين و كاملترين اطلاعات دسترسي داشته باشند نسبت به بقيه برتري خواهند داشت .

تكنولوژي ديسك ليزري اين امكان را فراهم مي آورد تا تعداد كثيري يافته ها  وداده ها  از منابع  متعدد يكجا جمع شوند. بر خلاف  نوآوريهاي تكنولوژيكي قبلي  كه عمدتاً ،وسايلي براي صرفه جويي دركار بودند، تكنولوژي هاي جديد نه فقط منابع اطلاعاتي وسيع و تقريباً راههاي نامحدودي را جهت تركيب انها فراهم مي آورد،بلكه آنها مي توانند آن اطلاعات را پردازش و اطلاعات رقمي را عملاً با سرعت  نور انتقال دهند. سياست گزاران دردولت ، بازرگاني و آموزش و پرورش مي توانند مبناي تصميمات عمده را بر معلومات جامعتري از آنچه قبلاً در دسترس بود قراردهند.

رشد برق آساي حجم كار 

لزوم ايجاد سوراخ در صنعت امر پيش پا افتاده اي است . ايجاد سوراخ دراقلامي به نرمي پسانك بطري نوزاد با نورليزرصورت مي گيرد . بسياري از اقلام به سوراخهايي نياز دارند كه استفاده كننده آنها را با پيچها يا ميخهايي  به هم سوار كند .  به علاوه  درصنايع چرم و كاغذ سوراخ  كردن كار روزمؤه است . ليزرها مي توانند سوراخهايي صاف ، كاملاً گرد، بدون خرده يا دندانه به وجود آورند.

تپهاي ليزر ياقوت ، با سرعت بدون رقيب ، مي توانند درالماس سوراخهايي با اندازه هاي دقيق ايجاد كنند. اين سوراخها را به عنوان قالب براي كشيدن فلز و تيديل آن به سيم به كار مي برند. به طور عادي اين فرايند بسيار وقت گير است زيرا سرهاي مته پرسرعت بايد زود به زود تعويض شود و نيز بايد صبركرد تا وسيله خنك شود. كندن سوراخ در فلزات سنگين با مته هايي كاربيدي يا مته هايي با سر الماس صورت مي گيرد . باز هم ، اين روش ساعتها وقت مي گيرد و اغلب بايد براي سرد كردن ماشين آلات  و تعويض سرهاي مته بارها دستگاه را متوقف كرد. باريكه ليزري پرتوان اين كار را بدون اصطكاك انجام مي دهد. سوراخ اغلب چنان به سرعت كامل مي شود  كه گرماي باريكه ليزري از محل  كار دورتر نمي رود ودر بقيه فلز تاثير نمي گذارد.

باريكه هاي ليزري براي ايجاد سوراخها يي در پلاستيك مثل روزنه هاي فواره  اي براي افشانه هاي آئروسل (پراكندگي مايع درگاز) به كار مي رود. باريكه هاي ليزري براي ايجاد سوراخها ي ظريف در لبه هاي عدسيهاي تماسي نيز  به كار مي روند تا اجازه  دهند كه مايعات آزادانه روي سطح چشم حركت كنند. علاوه برايجاد سوراخها ي ظريف ، با ليزرها عكس برگردانهاي نازك  ونقش دار درست مي كنند كه براي تزيين اتومبيلها و كاميونها  به كار مي روند.

نور ليزر براي برش پارچه در كارگاههاي لباس دوزي به كار مي رود . آلوين تافلر در كتاب موج سوم توصيف مي كند  كه ليزرها در فرايند برش چنان كارايي دارندكه برش اقلام لباس به صورت يكي  يكي امكانپذير و اقتصادي است . روشهاي توليد انبوه جاري تا500 لباس با اندازه مشابه رادريك زمان برش مي دهد.

درآينده ، خريدار مي تواند اندازه هايش را توسط خطوط تلفني با تارنوري به توليد كننده بفرستد. داده ها مستقيماً به كامپيوتري داده مي شودكه با ماشين برش ليزري را كنترل  مي كند و لباسي با اندازه مشتري توليد مي شود . به اين ترتيب ، اتلاف باس به سبب برش با اندازه استاندارد از بين مي رود(كافي است لباسهايي را در نظر آوريد كه در جا لباسيهاي مغازه آويزانند  ودر انتظار شخصي  با اندازه درست اند تا پيدا شود و آن را بخرد) به علاوه ،گرماي ليزر لبه هاي بريده شده پارچه هاي مصنوعي  مثل نايلون را طوري مي سوزاند كه ساييده  يا خراب نمي شوند.

جوش دادن يا متصل كردن دو فلز به يكديگر ، خواه كوچكترين سيمها و خواه  صفحه هاي فولادي عظيم يكي ديگر از كاربردهاي انرژي ليزري است . جوشهاي  ايجاد شده با ليزر محكمتر از جوشهاي  قوسي معمولي است ، قسمتي به آن علت كه باريكه هاي ليزري چنان دقيقند كه دراثر فرايند  گرما  كمترين  مقدار فلز  تغيير  شكل مي دهد. جوشكاري دقيق در بسياري از فرايندهاي توليدي  صنعتي حائز اهميت  است مثل  جوشكاري چرخ دنده هايي كه براي همزمان  كردن ساز و كار انتقال  دراتومبيل  به كار مي روند.

شركت فورد براي جوشكاري قسمت زيراتومبيلهايش ازدستگاه ليزري  استفاده  مي كند. دستگاه ليزري  جوش پيوسته اي  به دست  مي أهد كه از روشهاي نقطه اي  به مؤاتب  محكمتر است . جوشكاري  با سؤعت  21 سانتيمتؤ  درثانيه (500 اينچ دردقيقه ) انجام مي گيرد. با استفاده  از دستگاه  ليزري ، جوش دادن  چهار  صفحه  بزرگ  به همديگر براي ساخت  زير اتومبيل فقط  يك دقيقه  وقت مي گيرد.

ليزرهاي گازي كربن  دي اكسيد كه تا 1500 وات  توان  دارند مي توانند هر ماده اي را ببرند. باريكه نور ليزر كه با  سرعت  زياد حركت  مي كند مي تواند نقشها ، اعداد ، يا حروف را روي  فلزاتي  به سختي  فولاد حك كند. اگر باريكه  ليزري آهسته تر حركت كند ،عمق بيشتري  را در فلزات  مي برد.  برخلاف  برشهايي  كه با تيغه هاي اره اي  در فلزات ايجاد مي شوند ، برشهاي  انجام  گرفته  باباريكه ليزري صافتر و عاري از واپيچش اند. اغلب برشهاي ليزري  كه در مواد نوري انجام  مي گيرند چنان  صافند كه به صيقل دادن بيشتر احتياج ندارند.

 كاربرد صنعتي ديگر  ليزرها آلياژ كاري سطحي است . آلياژ كاري سطحي  روشي از  پردازش ماده است كه يك  ماده  سطحي را با  ماده داخلي ديگري با عمليات  حرارتي  توسط  باريكه  ليزري به هم وصل  مي كند. برخلاف پوشش دادن  ساده  ماده اي  روي سطح  ماده  ديگر، در اين  روش دو ماده  بر اثر گرماي شديد حاصل از باريكه  ليزري تپي در يكديگر ذوب مي شوند و در سطح  ماده  به شكل  آلياژ در مي آيند.

آلياژ كاري سطحي براي  يكسان سازي مقاومت  دربرابر خوردگي در موا دي  مفيد ايت كه  مقاومت فقط در سطح  لازم است . آلياژهاي سطحي مي توانند مقاومت گرمايي و سايشي موادي را كه در شرايط كشش زياد به كارمي روند  افزايش دهند.  مثلاٌ درمورد تيغه اره  معمولي ، با آلياژ كاري سطحي  مي توان  دندانه هاي اره  را مستحكمتر  كرد بدون  اينكه  عميات  روي تمام تيغه لازم باشد. در بعضي كاربردها ، موادي كه براي ايجاد خواص مورد نظر روي فلز لازمند كمياب يا بسيار گرانند. دراين موارد با آلياژ كاري  سطحي مي توان  از هزينه هاي هنگفت كاست وجنس رابراي  توليد كننده به قيمت مناسب تمام كرد.

عمليات گرمايي فلزات براي سختي بخشيدن  به آنها در توليد اتومبيلها ، هواپيما ها و كشتيها حائز اهميت است . روي محفظه فلزي واحدهاي فرمان هيدروليكي كاميونهاي جنرال موتور با ليزرهاي گرانقيمت كار مي شود. براي اينكه ليزرها خودكار عمل كنند  با كامپيوتر كنترل  مي شوند . چرخ دنده ها  و سطوحي كه سليندرهاي موتور اتومبيلها را مي پوشانند با گرما عمل مي آورند زيرا به علت گرما و تماس پياپي با ساير سطوح تحت كشش اند.

براي عمليات گرمايي قطعات  فلزي مثل قسمتهاي اتومبيل ليزرها به خصوص مناسبندزيرا درزمان كوتاه گرماي شديد آنها فقط درنواحي انتخاب شده اثر مي گذارد. فلزاتي كه با ليزر عمل آمده  باشند تغيير شكل خيلي كمي را  متحمل مي شوند  و استحكامشان را حفظ مي كنند. از ليزرها براي قلمزني نقشها  درسطوح فلزي عمل آمده  با گرما كه خاك مي گيرند. استفاده مي شود و به اين ترتيب از خسارت  به برآمدگي سطح فلز جلوگيري مي شود.

دستيابي به كارهاي مينياتوري

 جوش ليزري  به مينياتوري  شدن  و قابليت  اعتماد بسياري  از عناصر الكترونيكي  كمك كرده  است .  باريكه هاي ليزري كه از موي انسان  ظريفترند مي توانند سيمهايي به كوچكي يك دهم  ميليمتر رابه يكديگر جوش دهند.  سيمهاي سر بي را مي توان  با دقت  به عناصر الكترونيكي  كه از سر سوزن  كوچكترند  وصل  كرد. ريز تراشه هايي كه از كوچكي توسط مورچه  قابل حمل اند  با استفاده  از باريكه هاي ليزري مي توانند به هم وصل شوند ودر كسري از ثانيه به  هم جوش داده  شونده .

درتوليد نيمرساناها، ديودها ، ترانزيستورها و مدارهاي مجتمع مقادير  كنترل  شده اي  از آلاينده ها يا دهنده ها به نزديك سطح  سيليسيم داده مي شود ،كه ماده اصلي  اين عناصر الكترونيكي است .  لازم است  بعداً روي سيليسيم ،عمليات گرمايي يا بازپخت صورت  گيرد تا آلاينده هاي اضافه  شده  به طور الكتريكي فعال  شوند. باز پخت ليزري كمك مي كند تا امكان مينياتوري شدن  عناصر الكترونيكي مثل وسايل نيمرساناي ظريف دراندازه دانه نمك امكانپذير شود.

درتوليد ريز تراشه ها تعدادي تراشه با فشار روي ورقه اي از سيليسيم  يا پولك  نقش زده  مي شود. به علت  ريزي مدار بندي  روي هر ريزتراشه  ، پولكها بايد كاملاً تخت  باشند. از ليزرها  براي بررسي  مسطح بودن  پولكها  تا چند هزارم  سانتيمتر استفاده  مي شود . به علاوه  ليزرهاي غبارگير درست كرده اند  كه ذرات  ريز ميكروسكوپي را كه به استنسيلها ، كه در مدارهاي چاپي به كاؤ مي روند و كمتر  از نيم ميكرون پهنا دارند ، مي چسبند از پولكها بر مي دارند.

استفاده هاي ديگر ليزرها

امروزه ،از ليزرها به راههاي از قؤار معلوم  بي شماري استفاده  مي كنند  تا كيفيت يا بازده  بسياري  از كاؤهاي عادي روزانه را بهبود بخشند. ليزر رادرانجام  كارهايي نيز به كار گرفته اند كه قبلاً تصور آن ناممكن  بود.

اندازه گيري فواصل و حركت

ليزرها  را براي  اندازه گيري دقيق از فواصل  كوچك زير ميكروسكوپي تا فوق العاده بزرگ  به كار  مي برند. مثلاً باريكه ليزري  كه از ليزر گازي هليم  نئون توليد  مي شود  مي تواند  تغيير  مكاني به كوچكي بيست و پنج  ميليونيم سانتيمتر  را اندازه  بگيرد .در آزمايشي كه در اداره  ملي استانداردها با ليزر انجاك گرفت  مشخص شد كه متر استاندارد جهاني در واقع 00000098/1 متر طول دارد.

اندازه گيري فواصل فوق العاده  كوچك  را با استفاده  از وسيله اي به نام  تداخل سنج  مي توان  انجام داد .دراين وسيله آينه تقسيم  كننده باريكه ، باريكه ليزري را به دو قسمت مي كند.  يك قسمت  باريكه  را آينه  بدون  حركت يا ثابت مجموعه  به طرف آشكار ساز نوري بازتاب مي دهد.  قسمت دوم  باريكه  از آينه  ديگر مجموعه كه روي شي متحركي سوار است  بازتابيده  مي شود . اين باريكه  نور  قبل از رسيدن  به آشكار ساز نوري به باريكه  ليزري  قسمت  اول مي پيوندد.

اگر حركتي صورت نگيرد ،دو قسمت باريكه ليزر تقسيم شده همفاز وارد آشكارساز نوري مي شوند (قله هاي امواج يك قسمت باريكه  ليزر دقيقاً با قله هاي امواج قسمت دوم باريكه ليزر منطبق مي شوند ) ودر شدت  نورتغييري به وجود نمي آيد. ولي ، اگر شي غير ساكن حركت كند، باريكه هاي ليزري  دو نيم مي شوند  و با فاز مقابل  به آشكار ساز نوري مي رسند.

آشكارساز نقش شدت متغيير ، يعني يك درميان  روشن  و تاريك را ثبت مي كند .از مقايسه  تغييرات شدت  با طول  موج باريكه ليزر، با تداخل سنج  مي توان  حركتهاي فوق العاده كوچك را اندازه  گرفت .

فاصله هاي بسيار بزرگ را نيز مي توان  با باؤيكه هاي ليزري  به دقت  اندازه گرفت .

فضانوردان در ماموريتهاي آپولو 11(1969)وآپولو14(1971) برسطح ماه وسايل بازتابدهنده نور دائمي جا گذاشتند. هر وسيله رديفي از آينه هاي نوري  دقيق است كه در زاويه هاي مختلف  نصب شده اند تا نور را از ايستگاه زميني دريافت  كنند و به آن بازتاب دهند.

دسته نازكي از تپها از يك ليزر گازي آرگون  و از طريق تلسكوپ  به سمت ماه فرستاده مي شد .اين نور فاصله 384,000 كيلومتر با ماه  را طي مي كرد و فقط دردايره اي به قطر حدود3 كيلومتر پخش مي شد. برخلاف نور معمولي كه دراين  صورت خيلي پخش مي شود و كار ساز نيست ، تپهاي ليزر هنوز آن قدر قوي بودند كه بازتاب كنند و به طرف زمين برگردند.

ماهواره هايي كه بازتاب باريكه هاي ليزري را به زمين برمي گردانند مي توانند حركت قاره ها  را نيز آشكار كننر.  وقتي كه تخته هاي عظيم پوسته زمين به نام صفحه هاي زمين  ساخت به آرامي برخورد مي كنند ممكن است  جزايري به وجود آيند، آتشفشانها فوران  كنند، يا بخشهايي از زمين به لرزه  درآيند . ليزرها براي اندازه گيري  حركت پوسته زمين درگسل سان آندريس در كاليفرنيا  مورد استفاده  قرار گرفته اند. اين منطقه عمده  زمينلؤزه  دراتصال تخته هاي پاسفيك و امريكاي شمالي قرار دارد . اين منطقه محل سكونت بيش از هشت درصد جمعيت كشور و مركز استقرار بعضي از تكنولوژيهاي پيشرفته و حياتي است . به اين دلايل ، دانشمندان به دقت اين گسل را زير نظر دارند با اين اميد كه بتوانند هر زمينلرزه عمده اي را پيشبيني كنند. لاژئوس (ماهواره ژئوديناميك ليزؤي ) اولين ماهواره اي بود كه سازمان ناسا فقط براي اندازه گيري  حركتهاي پوسته زمين  توسط باريكه ليزرطراحي كرد . اين ماهواره در 4 مه 1976 از كيپ كاناورال با موشك دلتا پرتاب شد . سطح آن شامل 426 بازتابدهنده بود كه مي توانست باريكه هاي ليزري را كه از زمين به آن برمي خوردند برگرداند (شكل 12)

وقتي كه لاژئوس در مدار زمين قرار گرفت ، بازتابدهنده هاي آن باريكه ليزري را به سه ايستگاه زميني كه در دو طرف گسل سان آندريس قرار داشتند  برمي گرداندند. اندازه گيريهاي كه در طي ماهها يا سالها انجام گرفت  رد فاصله و جهتي را كه تخته هاي پاسفيك و امريكاي شمالي جابه جا  مي شدند به دست داد. اين اطلاعات مهم ممكن است براي پيشبيني زمينلرزه هاي آتي مفيد باشد .

ليزرها در نقشه برداريهاي امروزي انقلابي پديد آورده اند  . مثلاً نقشه برداري ليزري اخيراً توسط دكتر برادفورد واشبرن و همكارانش به كار گرفته  شده است  تاباقت بيشتري  از تمامي  عرصه متعلق به رياست جمهوري در وايت مانتين نشنال فارست در نيو همشاير نقشه برداري شود . آينه هايي كه در نقاط مهم نظامي در كوهستانها قرار داده  بودند باريكه هاي ليزري را به فاصله  ياب باز مي تاباندند و فاصله  تا آن نقاط توسط دستگاه خودبه خود محاسبه مي شد.

ؤيروسكوپ ليزري پيشرفت تكنولوژيكي ديگري است كه در آن از ليزرها استفاده مي شود . ژيروسكوپها حركت زاويه اي را اندازه مي گيرند و براي آشكار سازي و اندازه گيري دوران ، مثل پيچ و تاب كشتيها  و هواپيما  ها در طي كشتيراني يا هواپيمايي به كار مي روند . بوئينگ 757 و هواپيماي 767 و دستگاههاي نظامي ،نمونه محلهايي هستند كه در انها از اين ژيروسكوپها استفاده مي كنند.

در ژيروسكوپ ليزري ، سه لوله ليزر طوري آرايش يافته اند  كه از امتداد آنها مثلثي به دست مي آيد . دو باريكه ليزر در جهتهاي مخالف (ساعتگرد و پاد ساعتگرد ) مرتب در مسير مثلثي لوله هاي ليزر دور مي زنند، مسيري كه در هر گوشه مثلث به آينه اي مجهز است . در يك گوشه  از مثلث ،بخشي از باريكه ليزري از آينه  بازتابدهنده مي گذرد و بر پرده آشكار ساز مي افتد . اگر حركتي وجود نداشته باشد ، دو باريكه نقش تداخلي معلومي بر پرده ايجاد  مي كند . ولي اگر ژيرو سكوپ حتي مقدار جزئي بچرخد.، نقش تداخلي روي پرده به مقداري كه قابل آشكار كردن  است  تغيير مي كند .

ژيروسكوپهاي يزري نسبت به ژيرو سكوپهاي معمولي قديمي تر  كه از چزخهاي گردان استفاده  مي كنند  كوچك و سبك اند . اين ژيروسكوپها قابل اعتمادتر و دقيقترند زيرا قسمتهاي مكانيكي متحرك ندارند و بدون اصطحكاك اند. ژيروسكوپهاي ليزري چنان حساس اند كه مي توانند تغيير در سرعت نور را كه از دوران زمين ناشي  مي شود . اندازه بگيرند .

در ارتش از ليزرها در فاصله يابها استفاده مي شود . ليدار مشابه رادار است بجز اينكه رادرا از تپهاي ميكرو موج استفاده مي كند در حالي كه ليدار از تپهاي نور ليزر بهره مي گيرد .

ليدار فاصله تا شي را با اندازه گيري زمان دو سراه اي كه تپ نور ليزر در رفتن  به شي و آمدن از شي طول مي كشد ،تعيين مي كند. چون سرعت نور ثابت  معلومي است ،فاصله  تا شي را مي توان محاسبه كرد .

در ارتش از ليدار براي تعيين ميزان دوري هدفهاي دشمن استفاده مي شود . بسياري از وسايل فاصله ياب امروزي آن قدر جمع و جور و قابل حمل اند كه مي توان انها را مستقيماً به ميدان نبرد آورد . ليزر فرو سرخ باريكه نامرئي گسيل مي كند  كه از هدف بازتابيده مي شود . فاصله ياب  يك آشكار ياز فرو سرخ در خود دارد . كامپيوتر ريز تراشه درون وسيله ،فاصله تا هدف را براساس زماني كه طول مي كشد تا باريكه فرو سرخ  به فاصله ياب برگردد به طور خودكار اندازه مي گيرد . باريكه ليزر چنان باريك  است كه  نمي توان  راه آن را بند آور مگر اينكه چيزي مستقيماً در مسيرش قرار گيرد . يزر فروسرخ در طي روز براي دشمن نامرئي است  و پس از تاريكي نيز مي توان ان را به كار برد.

در عمليات نظامي تانكها و ساير وسايل موتوري از فاصله يابهاي ليزري ياقوت يا  Nd:YAG   استفاده مي كنند . تانكهاي   M1  از يك دستگاه ديد مستقيم فرو سرخ FLIR براي ديد شب و فاصله ياب ليزري استفاده مي كنند تا تانكهاي دشمن را بيابند و آنها را قبل از اينكه متوجه آشكار شدن  شوند يا شانس تبادل آتش داشته باشند از بين ببرند . دستگاههاي FLIR  مي توانند كاربدهايي نظير ناوبري ، مراقبت و ايمني آشكار سازي و فرود هواپيما نيز به كار روند .

در 1991،در خلال عملياتي به نام عمليات توفان صحرا در خاورميانه در اخبار تلويزيون عكسهايي از سلاحهاي با هدايت ليزري   LGW  را نشان دادند كه به هدفها ميزان شده بودند و حتي  از درهاي ساختمانها و بادكش انبارها  با دقت فوق العاده  وارد مي شدند. بمبهاي باهوش و موشكهاي هدايت شونده با استفاده از هدفياب خودشان به سمت هدفها حركت مي كنند. باريكه ليزري فرو سرخ هدف را نشانه  مي گيرد و به آن  مي خورد . بمب يا موشكي كه به آشكار ساز مجهز است با باريكه ليزري فرو سرخ  كه هدف را علامتگذاري مي كند قفل مي شود  و باريكه را تا هدف دنبال مي كند .

از ليدار به عنوان  روشي بريا مراقبت زميني نيز استفاده مي شود . مثلاً از ليدار براي مطالعه توده هاي غبار و ساير آلوده كننده كه از مراكز صنعتي و آتشفشاني بر مي خيزندبهره مي گيرند . ذرات يا ابرهاي موجود در جو  بالايي تپهاي نور ليزر را پراكنده مي كنند و آلودگي موجود در هوا  را اندازه مي گيرند. بعضي دستگاههاي ليزري رنگينه – سديم  مي توانند  تا ارتفاع حدود 80 كيلومتر بالاي سطح  زمين را مورد كاوش قرار دهند .

 در انسيتوي ماكس پلانك براي نورشناسي كوانتومي در آلمان ،دستگاه يداري كه با ليزر اگزيمر  كار مي كند در كشتي  قرار داده است  تا تراز هاي ازون جو بالايي در اقيانوسهاي شمالگان و جنوبگان را بررسي كند .

ليزرها و اجراي قانون

 ليزرها در اجراي قانون نيز استفاده هايي دارند . يكي از آنها شناسايي سرعتهاي غير مجاز است . تفنگهاي ليزري  كه سرعت تك تك وسايل نقليه  را با دقت  شناسايي  و اندازه  مي گيرند  توسط پليس براي به دام انداختن كساني كه با سرعتهاي غير مجاز مي رانند استفاده مي شود . با استفاده از تفنگ دوربين دار ،افسر پليس باريكه ليزري نامرئي تفنگ را متوجه وسيله نقليه خاصي كه مضنون به سرعت زياد است مي كند . تفنگ ليزري هر سه هزارم ثانيه چگونگي دور شدن  وسيله را محاسبه  مي كند (شكل 14) تفنگ سپس با تقسيم تغيير مسافت  به زمان طي شده  بين قرائتها سرعت اتومبيل را پيدا مي كند .

به علاوه ،ليزرها مي توانند  براي شناسايي اثر انگشتهايي به كار روند كه قبلاً روي موادي مثل چرم ، سلاحهاي چرب يا پوست انسان  اثرشان قابل تشخيص نبوده اند . مثلاً دستگاه ليزر مي تواند آثار انگشت متهمي را روي فجان استيروفوم درخشان كند و آن را روي صفحه تلويزيون به نمايش بگذارد.

ليزرها در ساختمان سازي و كشاورزي

ليزرها به عنوان راهنما در كارهاي ساختماني يا وسايل كشاورزي براي تراز كردن يا شيب بندي زمين به كار مي روند . ليزري كه در يك محوطه ساختماني قرار گرفته باشد باريكه اي كه 360 مي گردد بيرون مي فرستد و اين مرجع ثابتي است براي هر نقطه واقع در اين محوطه . گيرنده اي كه بر يك وسيله متحرك مثل بولدزر قرار دارد  باريكه ليزري را آشكار مي كند و به عنوان راهنما  به كار مي برد . جعبه كنترل  اطلاعات مربوط به سطح ثابتي را مي گيرد  يا به نمايش مي گذارد  كه تراز بالا ،پايين با هم سطح است . در عمليات  خودكار ،آشكار ساز روي وسيله متحرك در خط راهنماي باريكه  ليزري قفل مي شود .

باريكه  هاي ليزري علاوه بر كنترل دقيق حركت روي زمين ، مي توانند براي همخط   كردن كامل لوله هايي كه براي زهكشي ،آب ،يا دستگاههاي فاضلاب  كار گذاشته مي شوند به ككار مي روند. تونلها را نيز مي توان  تا خيلي  كمتر از يك ميليمتر در هر سي متر حفاري  همخط كرد . ليزري كه در انتهاي تونل كار كذاشته  شده است  باريكه اي گسيل مي كند  كه راهي را كه  بايد دنبال  كرد نشان مي دهد.  ماشين حفاري دريافت  كننده اي  دارد كه روي  صفحه نمايش به متصدي نشان مي دهد كه  خاكبرداري  در جهت  دقيقاً مورد نظر پيش مي رود يا نه .

سقفها و ديوارهاي ساختمانها را مي توان  با استفاده از تراز ليزري كه بر باريكه ليزر  مرئي به عنوان  نقطه مرجع استوار است كاملاً مستقيم  كرد . باريكه هاي ليزري بر خلاف  ريسمان  بنايي به دليل  گراني زمين  شكم  نمي دهند  وبه وارسي مداوم  در محل  احتياج  ندارند ، يك بار كه انها  در محل در موقعيت  درست قرار گرفتند ، همواره كاملاً تراز و در خط مستقيم مرجع  قرار خواهند داشت .

در كشاورزي ، ليزرها حتي مي توانند كشاورزان  نسبتاً بي تجربه  را راهنمايي كنند تا زمين را براي كشت كاملاً ترازيابي و آن را براي آبياري محصولات غذايي عمده اماده  كنند.

در بسياري از كشورها ي در حال توسه  كه محصول غلات از منابع عمده حياتي است  از اين نوع ليزر استفاده مي شود . دستگاه ليزر زمان آماده سازي خاك در زمينهاي بزرگ را به نصف زمان لازم  در روشهاي عادي تقليل مي دهد .

چاپگرهاي ليزري

در چاپگرهاي ليزري بريا تشكيل تصاوير حروف الفبا  و سار علامتها روي استوانه گردان از ليزرهاي كم توان  استفاده مي كنند . گرد جوهر مانند خشكي به تصاوير تشكيل شده  روي استوانه مي چسبد ، كه بعد براي چاپ نوشته مورد نظر روي كاغذ انتقال مي يابد .

چاپگرهاي ليزري از ساير چاپگرها بي صدا  ترند  و مي توانند متجاوز از 13000 خط را در دقيقه يا 10000 ورقه كاغذ با اندازه  حروف را در يك ساعت چاپ كنند. كيفيت حروف چاپي خيلي عاليتر از چاپگرها با ماتريس نقطه اي و خيلي شبيه به كيفيت حروفي است كه جداگانه روي كاغذ با كيفيت عالي چاپ شده باشند.

كد هم شكل فراوردها

امروزه بسياري از فراوردهاي داراي نشانه كد هم شكل فراورده ها UPC هستند كه  روي بسته بندي آنها چاپ  شده است . نشانه UPC شامل تعدادي خط سياه با ضخامتهاي گوناگون است كه در زمينه     روشني چاپ شده اند . اين نشانه عدد مشخصه اي را نيز نشان مي دهد كه  از طرف شوراي هم شكل سازي كد فراورده هاي به يك توليد اختصاص داده شده است  . منظور از اين خطوط چاپ شده اين است  كه به فروشنده ها امكان  مي دهد تا موقع فروش اجناس به جاي حسابرسي معمولي در صندق پول از پوينده (اسكنر) هاي ليزري  استفاده  كند. در سوپر ماركتهاي مدرن و فروشگاههاي بزرگ زنجيري از پوينده هاي ليزري استفاده  مي كنند  زيرا آنها  خيلي دقيقترو بساير سريعتر  از انسان  كار مي كنند . باريكه ليزري كد خطي UPC را موقعي كه از كنار پنجره پوينده مي گذرد مي پويد يا «مي خواند» . اطلاعات توسط آشكار ساز دريافت  و به كامپيوتر  داده مي شود  . كامپيوتر بلافاصله  سيگنالهاي به صندوق پول مي دهد  تا نام محصول  و قيمت آن را چاپ  كند . در عين حال  ،كامپيوتر با استفده  از اطلاعات  UPC   فهرست اجناس فروخته شده  را تهيه مي كند و به طوري كه صاحبان فروشگاه مي دانند كه چه موقع  موجودي  انبار را سرو صورت دهند . اطلاعات ازم  به طور خودكار ثبت مي شود .

پرتو افشاني تازه برهنر ديرينه تاريخ

ليزرها براي مرمت گنجينه ها  هنر ديرينه  به كار گرفته  شده اند .  دكتر جان آسموس فيزيكدان سان ديه گو در سفر به ونيز ايتاليا در 1971 دريافت  كه مي توان  كارهاي با ارزش  هنري رابا ليزر مرمت  و محافظت  كرد . لايه هاي  خاك نشسته  بر مجسمه هاي مرمرين  را كه در معرض هواي شود ،آلودگي ،پاشيدن آب ، فضولات پرندگان  هستند  مي توان  به سوزاندن  توسط باريكه ليزري  پاك  كرد بدون  اينكه به خود  اثر هنري  آسيبي  وارد شود .

از ان موقع  دكتر آسموس نقاشيهايي را تميز و مرمت  كرده است ، از جمله نقاشيهايي صخره هندي كه در 1979 در يوتا خراب شده بودند ، نقاشيهاي ديواري  آبرنگ روي گچ قرن 14 در ايتاليا ، نقاشيهاي ديواري  در كاليفرنيا  ،و همين طور ساختمانها و بناهاي يادبود  ديگر .

راه ديگري  كه ليزرها به گرداندن  گذشته  كمك  مي كنند  بازسازي  واقع بينانه  شكلهاي  تاريخي است  . در شهر  يورك  در شمال انگلستان  يك طرح ،نوسازي  زندگي  در يك دهكده  اسكانديناوي در سال 948 را نشان  مي دهد . در ميان  چيزهاي نشان داده شده پيكره اي است  به نام آيموند .آيموند از اسكلت وايكينيگي  بازسازي شده  كه از حفاري باستانشناسي در يشرگيت به دست امده  است .

جمجمه آيموند  بر ميز گرداني قرار گرفت  و با ليزر كم تواني پوييده  شد .  با چرخش جمجمه  باريكه  ليزري  بازتابيده با يك دوربين  ويدئويي كه به كامپيوتر قدرتمندي وصل بود  ثبت  شد . كامپيوتر تمام اطلاعات مربوط به شكل  و اندازه جمجمه  را ذخيره  كرد .

مرحله بعدي در فرايند بازسازي پويش ليزري مرد زنده اي با همان  سن و هيكل آيموند بود . باز كامپيوتر اين دو دسته  داده را تركيب  كرد و  صورت  شخص زنده را به دور جمجمه وايكينگ شكل داد .

بعداً يك ماشين تراش كه با كامپيوتر كنترل مي شد  اسفنج  را به صورت  سر سه بعدي شكل داد . افزون براينها  عكسهايي كه با كامپيوتر درست شده  بود توسط پيكر تراش به كار گرفته  شد تا احساس زنده بودن  و رنگ صورت آيموند  به ان اضافه  شود . به اين  ترتيب ،آيموند بازسازي  شد تا  نمايشي چنان واقعي رابه وجود آورد كه دكتر دومينيك توايدل باستانشناس معروف گفت «وقتي  من ابتدا  اورا ديدم  از طبيعي بودن او حيرت زده  شدم . من مطمئن  هستم  كه اگر يكي از وايكينگهاي همزمان  آيموند امروزه زنده  بود اور را مي شناخت »

پژوهشگران دريافته اند  كه جمجمه  و عضلات مربوط به صورت ،شكل صورت  شخص را مشخص مي كنند. آنها معلوم  كرده اند  كه در بازسازي  با پويش ليزري انسان تاريخي به نظر مي رسد نه انسان امروزي ،دليل اين امر يافته هاي پزشكي قانوني است .