به منظور آشنایی هر چه بهتر با لیزرهای حالت جامد و مخصوصا عملکرد لیزر الکساندرایت بهتر است تا با المانهای اصلی آن آشنا شویم. لیزرهای حالت جامد از چندین بخش متفاوت تشکیل شده‌اند. اصلی‌ترین و مهم‌ترین بخش لیزرها که می‌توان عنوان قلب تپنده را به آن داد دارای چهار جز بسیار مهم می‌باشند. البته یکی از این چهار جز نیز با توجه به کاربرد و تکنولوژی دستگاه می‌توانند حذف شوند. در انتها در مورد این موضوع نیز به طور جداگانه صحبت خواهیم کرد. فعلا قصد داریم به معرفی و بررسی تک تک هر یک از این اجزا بپردازیم.
المانهای اصلی لیزرهای حالت جامد
گفته شد المانهای اصلی لیزرهای حالت جامد چهار مورد می‌باشند. هر یک از این المانها وظیفه خاصی را به عهده داشته و از اهمیت ویژه‌ای برخوردار هستند. هر یک از این چهار بخش عبارتند از:
-
راد لیزر الکساندرایت
اولین المانی که نقش مهمی در دستگاه لیزرهای حالت جامد دارد راد می‌باشد. راد به یک قطعه کریستالی گفته می‌شود که با یون‌های به خصوصی دوپ شده است. برای درک بهتر می‌توان به دو دستگاه لیزر ان دی یاگ و الکساندرایت اشاره کرد. در لیزر ان دی یاگ از کریستالی به نام یاگ بهره برده‌اند. به طوری که کریستال یاگ به کمک یون‌های ان دی دوپ شده است. در نتیجه یون‌های ان دی امواج نهایی را از خود ساطع کرده و در اختیار پزشک قرار می‌دهند. علت این که هر لیزری انرژی خاصی از امواج را ساطع می‌کند شرایط خاص ترازهای انرژی یون‌های آن می‌باشد. طول موج به دست آمده در دستگاه لیزر Nd-YAG ۱۰۶۴ نانومتر است. این موضوع در مورد دستگاه لیزر الکساندرایت نیز صدق می‌کند. به این صورت که کریستالی دوپ شده با یون‌های Cr3+ درون آن به کار گذاشته شده است. ترازهای انرژی این کریستال‌ها باعث شده تا دستگاه طول موج ۷۵۵ نانومتر را در اختیار کاربران قرار دهد.
-
فلش لامپ‌های لیزر الکساندرایت
بعد صحبت در مورد راد سوالی برای اکثر کاربران ایجاد می‌شود. سوالی که ذهن افراد را مشغول می‌کند این است که این کریستال‌ها چگونه تحریک شده و باعث به وجود آمدن امواج لیزر می‌شوند؟. فلش لامپ‌ها جوابی هستند که می‌توان به این سوال داد. فلش لامپ‌ها دقیقا همان عامل خارجی می‌باشند که انرژی را برای برانگیخته کردن اتم‌ها در اختیار راد قرار می‌دهند. البته ناگفته نماند برای این منظور روش‌های متعدد دیگری نیز مثل آرک لامپ‌ها، روش‌های شیمیایی و روش‌های الکتریکی وجود دارند. اما بهترین و مناسب‌ترین آن‌ها که در لیزرهای حالت جامد استفاده می‌شوند فلش لامپ‌ها هستند. جهت ایجاد حداکثر انرژی و کمترین عارضه گرمایی فلش لامپ‌ها باید به صورت کاملا دقیق و مهندسی شده چیده شوند. در غیر اینصورت نمی‌توان مقدار امواج بهینه‌ای را از دستگاه‌ها دریافت کرد. پس فراموش نکنید، همان قدر که فلش لامپ‌ها از اهمیت بالایی برخوردار هستند طریقه قرار گرفتن آن‌ها نیز مهم است.
-
آینه‌های لیزر الکساندرایت
سومین المان اصلی که در تمامی دستگاه‌های لیزر حالت جامد می‌توان مشاهده کرد آینه‌ها هستند. در این لیزرها دو عدد آینه که به صورت موازی با هم قرار گرفته‌اند کار گذاشته می‌شوند. آینه جلویی (Front Mirror) و آینه عقبی(Back Mirror) نامی است که به این دو آینه داده شده است. فوتون‌های حاصل از اتم‌های برانگیخته که به حالت پایه برگشته‌اند ابتدا به آینه عقبی برخورد می‌کنند. ضریب عبور این آینه صفر بوده و تمامی فوتون‌ها را به سمت آینه جلویی منعکس می‌کند. آینه دوم از ضریب جذب کمی برخوردار بوده و بخشی از فوتون‌های تقویت شده را از خود عبور می‌دهد. در نتیجه این خروجی امواج لیزر به وجود می‌آیند.
-
رفلکتور لیزر الکساندرایت
معمولا سه المان نام برده شده مذکور داخل یک رفلکتور قرار می‌گیرند. این رفلکتور وظیفه دارد نوری که از فلش لامپ‌ها ساطع می‌شود را دقیقا بر روی راد تنظیم کند. امروزه می‌توان انواع مختلف رفلکتور را با جنس‌های مختلف پیدا کرد.
تا این مرحله تمامی المانهای اصلی به کار رفته در لیزرهای حالت جامد معرفی شدند. اگر فراموش نکرده باشید گفته شد یکی از این المانها با توجه به شرایط دستگاه می‌توانند حذف شوند. این قسمت همان آینه‌ها هستند. به این صورت که در بعضی از لیزرهای الکساندرایت مثل لیزرهای کندلایت آینه‌ها حذف شده‌اند. سپس به جای آن از پوشش‌های مخصوصی که بر دو سر راد قرار گرفته استفاده می‌شود. به این پوشش‌ها در بازار به اصطلاح Coating گفته می‌شود. در نتیجه بجای آینه‌ها پوشش‌های قرار گرفته در دو سر رادها کار انعکاس و عبور امواج لیزر را انجام می‌دهند. به این لیزرها رادهای بدون آینه گفته می‌شود.