غاز مختلط ليزرييشير مصطلح "الوسط العامل" إلى وسط تشغيل يتكون من مزيج غازات متعددة بنسب محددة لتحقيق خصائص خرج ليزرية معينة أثناء عملية توليد الليزر وتطبيقه. تتطلب أنواع الليزر المختلفة استخدام مزيج غازات ليزرية بمكونات مختلفة. فيما يلي شرح مفصل:

الأنواع والتطبيقات الشائعة

غاز مختلط ليزر ثاني أكسيد الكربون

يتكون ليزر ثاني أكسيد الكربون بشكل أساسي من ثاني أكسيد الكربون (CO2) والنيتروجين (N2) والهيليوم (HE). ويُستخدم على نطاق واسع في مجال المعالجة الصناعية، مثل القطع واللحام ومعالجة الأسطح. يُعد ثاني أكسيد الكربون المادة الأساسية لتوليد الليزر، بينما يُسرّع النيتروجين انتقال مستويات الطاقة في جزيئات ثاني أكسيد الكربون، مما يزيد من قدرة خرج الليزر، ويُساعد الهيليوم على تبديد الحرارة والحفاظ على استقرار التفريغ الغازي، وبالتالي تحسين جودة أشعة الليزر.

ليزر الإكسيمر الغاز المختلط

ممزوج من الغازات النادرة (مثل الأرجون (AR))كريبتون (KR), زينون (XE)) وعناصر الهالوجين (مثل الفلور (F) والكلور (Cl))، مثلARF، KRF، XeCl،إلخ. يُستخدم هذا النوع من الليزر غالبًا في تقنية الطباعة الضوئية. وفي تصنيع رقائق أشباه الموصلات، يُمكنه تحقيق نقل رسومات عالي الدقة؛ كما يُستخدم في جراحة العيون، مثل عملية الليزك (تصحيح تحدب القرنية الموضعي باستخدام ليزر الإكسيمر)، والتي تُتيح قطع أنسجة القرنية بدقة وتصحيح النظر.

هيليوم-نيونغاز الليزرخليط

إنه مزيج منالهيليومونيونبنسبة معينة، تتراوح عادةً بين 5:1 و10:1. يُعد ليزر الهيليوم-نيون من أوائل ليزرات الغاز، ويبلغ طول موجة خرجه 632.8 نانومتر، وهو ضوء مرئي أحمر. يُستخدم بكثرة في العروض البصرية، والتصوير المجسم، وتوجيه الليزر، ومجالات أخرى، مثل المحاذاة وتحديد المواقع في البناء، وكذلك في ماسحات الباركود في المتاجر الكبرى.

احتياطات الاستخدام

متطلبات النقاء العالي: تؤثر الشوائب الموجودة في خليط غاز الليزر على قدرة خرج الليزر واستقراره وجودة شعاعه. فعلى سبيل المثال، تتسبب الرطوبة في تآكل المكونات الداخلية لليزر، بينما يؤدي الأكسجين إلى أكسدة المكونات البصرية وتقليل كفاءتها. لذلك، عادةً ما يجب أن تصل نقاوة الغاز إلى أكثر من 99.99%، بل وتتطلب بعض التطبيقات الخاصة نقاوةً تتجاوز 99.999%.

نسبة دقيقة: تؤثر نسبة كل مكون من مكونات الغاز بشكل كبير على أداء الليزر، ويجب أن تتوافق هذه النسبة بدقة مع متطلبات تصميم الليزر. على سبيل المثال، في ليزر ثاني أكسيد الكربون، تؤثر التغيرات في نسبة النيتروجين إلى ثاني أكسيد الكربون على قدرة خرج الليزر وكفاءته.

التخزين والاستخدام الآمنان: بعضالغازات المختلطة بالليزرتكون هذه المواد سامة أو أكالة أو قابلة للاشتعال والانفجار. على سبيل المثال، غاز الفلور في ليزر الإكسيمر شديد السمية والتآكل. يجب اتخاذ تدابير سلامة صارمة أثناء التخزين والاستخدام، مثل استخدام حاويات تخزين محكمة الإغلاق، ومجهزة بأجهزة تهوية وأجهزة كشف تسرب الغاز، وما إلى ذلك.