وقتی یک دستگاه لیزر را روشن کرده و باریکه خروجی آن را فعال می‌کنید ممکن است با خروجی‌های مختلفی مواجه شوید. به طور کلی لیزرها به یکی از سه روش مختلف زیر کار می‌کنند و باریکه خروجی آن‌ها هم بر مبنای همین عملکرد، متفاوت خواهد بود.
عملکرد موج پیوسته:
در این نوع از لیزرها تابش پرتو لیزر پیوسته و مداوم است؛ یعنی با فعال شدن باریکه خروجی لیزر، شما با پرتوی مواجه می شوید که به طور پیوسته و با شدت ثابت بر هدف تابیده می شود و تا وقتی تغییری در شرایط دستگاه ایجاد نکنید، این پرتو به طور پیوسته و ثابت برقرار خواهد بود. یکی از مثال‌های ملموس از لیزرهای موج پیوسته، پوینترها هستند که معمولا اساتید یا سخنرانان برای اشاره به مطالب ارائه شده روی پرده نمایشگر پروژکتورها از آن استفاده می‌کنند. تا زمانی که سخنران دکمه مربوطه روی بدنه پوینتر را در حالت فشرده نگه داشته باشد، پرتو خروجی به صورت پیوسته و با شدت ثابت بر روی پرده نمایشگر خواهد تابید.
عملکرد موج پیوسته
عملکرد موج شبه پیوسته:
در این نوع از لیزرها، در واقع خروجی لیزر، موج پیوسته است اما به دلایلی نیاز است که تابش‌دهی به صورت مداوم قطع و وصل شود. برای دستیابی به این هدف، با روشی مثلا ایجاد یک مانع بر سر راه خروجی لیزر پیوسته، به طور پی‌در‌پی، تابش پرتو آن را قطع و وصل می‌نمایند. در این حالت، خروجی لیزر در زمان‌هایی بسته و شدت تابشی صفر است اما، در فاصله‌های زمانی که راه برای باریکه خروجی لیزر باز است، پرتو خروجی با شدت ثابت بر جسم یا ماده هدف تابیده می‌شود. به این مدل از خروجی های لیزر، موج شبه پیوسته گفته می‌شود چرا که در زمانهای باز بودن مسیر خروجی لیزر، شدت پرتو خروجی، مشابه موج پیوسته، ثابت است. بهتر است بدانید در عمل، برای قطع و وصل مکرر پرتو در لیزرهای شبه پیوسته معمولا از چرخش پره‌های پروانه‌ای شکل، مقابل خروجی لیزر استفاده می‌شود. بنابراین با استفاده از دریچه با شکل مناسب و تنظیم سرعت چرخش آن می‌توان مدل‌های مختلفی از پرتو خروجی لیزر موج شبه پیوسته درست کرد. نمونه‌هایی از این عملکرد، لیزرهای بخار مس-برومید هستند که به صورت نمادین خروجی آن در شکل زیر آمده است.
از آنجایی‌که امواج شبه پیوسته مبتنی بر امواج پیوسته هستند، توان امواج شبه پیوسته برابر با امواج پیوسته است. بنابراین، امواج شبه پیوسته قادر به تولید توان بالا نیستند و مدت زمان باز بودن پرتو خروجی لیزر، معمولاً از محدوده 1 ثانیه(s) و کمی کمتر از آن است. این زمان نسبت به عملکردهای میلی ثانیه (ms)، میکروثانیه(μs) یا نانوثانیه(ns) در روش پالسی و سوئیچ Q که در بخش‌های بعدی توضیح داده می‌شود، مدت زمان بسیار بزرگی به حساب می‌آید.
عملکرد موج شبه پیوسته
عملکرد پالسی (تپی):
یکی دیگر از انواع خروجی لیزر، عملکرد پالسی است. برای ایجاد یک لیزر پالسی به عنوان مثال می‌توان از یک منبع دمش پالسی برای پمپاژ ماده فعال استفاده کرد. یعنی دمش فقط در مدت زمان کوتاهی انجام می‌شود، سپس قطع و دو مرتبه وصل می‌گردد. در زمان‌هایی که ماده فعال پمپ نمی‌شود، وارونی انبوهی تشکیل نشده و خروجی لیزر به وجود نمی‌آید اما در بازه زمانی که دمش انجام می‌شود، ماده فعال پمپ شده، وارونی انبوهی ایجاد و لیزر به وجود می‌آید. در این روش، با تنظیم منبع دمش می‌توان به لیزرهایی با پهنای پالس از رده میلی ثانیه دست پیدا کرد. توان خروجی که در لیزرهای پالسی به آن می‌رسیم عموما بیشتر از لیزرهای پیوسته و شبه پیوسته است. به این نکته نیز توجه داشته باشید که خروجی لیزرهای پالسی با خروجی لیزرهای شبه پیوسته کاملا متفاوت است. در لیزرهای شبه پیوسته چنان که در بخش قبل گفته شد، شدت پرتو در زمان فعال بودن آن ثابت است اما خروجی لیزرهای پالسی شبیه شکل یک تپه یا قله کوه است. در مدت تابش لیزر، شدت باریکه از یک مقدار صفر شروع شده، سپس به یک مقدار بیشینه در قله می‌رسد (که نسبت به توان شبه پیوسته بسیار بالاتر است) و در نهایت شدت تا مقدار صفر کاهش می‌یابد. این تغییرات در هر پالس مجددا تکرار می‌شود و بسته به نوع ماده فعال لیزر، تنظیمات دمش و کیفیت عملکرد آن، می‌تواند پالس‌های میلی‌ثانیه ایجاد کند.
عملکرد سوئیچ Q (کیوسوئیچ):
روش سوئیچ Q یکی از روشهایی است که به کمک آن می‌توان توان لیزر پالسی را افزایش داد. اگرچه می‌توان آن را در دسته لیزرهای پالسی جای داد اما به خاطر اهمیت این لیزرها و نیز تفاوت در عملکرد ساخت نسبت به لیزرهای پالسی معمولی در این بخش مجزا به آن پرداخته شده است. چنانچه گفته شد در روش شبه پیوسته منتظر می‌ماندیم تا ابتدا پرتو لیزر ایجاد و از کاواک لیزر خارج شود و بعد آن را قطع و وصل می‌کردیم. در لیزرهای پالسی معمولی بدون دستکاری در داخل کاواک لیزر با تغییر شرایط دمش و …، آن را را وادار می‌کردیم فقط در زمانهای خاصی خروجی داشته باشد. اما در روش سوئیچ Q، برای تغییر در شرایط ایجاد لیزر، درون کاواک لیزر را دستکاری می‌کنیم به طوری‌که در یک بازه زمانی پرتو لیزر کاملا قطع باشد و هنگامی که تعداد مشخصی فوتون جمع‌آوری شد، خروجی لیزر باز شود و پرتو لیزر داشته باشیم. این کار با دستکاری “کیفیت عملکرد لیزر” در داخل کاواک آن انجام می‌شود مثلا ماده یا قطعه‌ای درون کاواک لیزر جای‌گذاری می‌شود تا در زمان مناسب با برهم زدن کیفیت درست عملکرد داخل کاواک، مانع از ایجاد باریکه لیزری خروجی شود.
بنابراین در خروجی لیزرهایی که سوئیچ Q دارند (یا به اصطلاح معمول لیزرهای کیوسوئیچ)، مثل لیزرهای پالسی فقط برای مدت بسیار کوتاهی لیزر با توان بالا گسیل می‌شود. تفاوت لیزر کیوسوئیچ با لیزرهای پالسی معمولی در روش ایجاد پالس لیزر است و از روش کیوسوئیچ، ساختن لیزرهایی با پهنای زمانی بسیار کم برای خروجی لیزر از مرتبه نانوثانیه و توان بسیار بالاتر از لیزرهای پالسی معمولی میسر می‌شود. Q حرف ابتدای Quality به معنی کیفیت است و سوئیچ به معنی رفتن از یک حالت به حالت دیگر می‌باشد. بنابراین سوئیچ Q برای القای مفهوم “روشن و خاموش کردن” “کیفیت مناسب در داخل کاواک لیزر” به کار برده می‌شود. به عبارت دیگر به کمک لیزر کیوسوئیچ می‌توان شرایطی داشت که باریکه لیزر فقط برای مدت زمانی معادل یک میلیاردیوم ثانیه اما با توان بسیار بالا در قله پالس، بر هدف تابانده شود، سپس باریکه قطع گشته و این روند ادامه یابد. شکل زیر به صورت نمادین، پالس‌های خروجی لیزرهای کیوسوئیچ Q را نشان می‌دهد که به صورت کلی می‌توانند لیزرهایی با پهنای پالس نانوثانیه(ns) و یا میکرو ثانیه (μs) باشند.
عملکرد سوئیچ Q (کیوسوئیچ)
کپی برداری از مطالب این سایت با ذکر منبع مجاز می‌باشد.
(برگرفته از کتاب کاربرد لیزر در رفع موهای زائد – شاپ لیزر)