در میان یافته های علوم و مهندسی قرن بیستم لیزرها ازرش ها جایگاه ویژه ای را به خود اختصاص داده اند . ابداع لیزرها در سال 1960 توسط مایمن راهگشای پژوهشی و تحقیقات گسترده ای در این زمینه از تكنولوژی گردید امروزه لیزرها و سیستم های لیزری كاربردهای وسیعی در رشته های پزشكی و علوم و مهندسی پیدا نموده اند . از لیزرها در زمینه های كامپیوتر ،سیستم ها ناوبری / مخابرات ، دستگاه های اندازه گیری ، مراحل پیچیده تكنولوژی بهره برداری می گردد . برای مثال می توان اشاره ای به تهیه تصویر سه بعدی یا به كارگیری لیزر به وسیله و دنسیس گابور اشاره نمود كه این كشف در سال 1962 به طور عملی مورد بهره برداری قرار گرفت . امروزه لیزرها یكی از ابزارهای مهم جراحان در بهره برداری رشته های مختلف مختلف پزشكی می باشند و لیزرها را به چهار نوع اصلی بسته به طبیعت فیزیكی ماده فعال آنها تقسیم می كنیم بنابراین خواهیم داشت : لیزرهای آلائیده شده با عایق ، لیزرهای نیمه هادی ، لیزرهای گازی ، لیزرهای گازی ، لیزرهای رنگی كه دسته بندی لیزرها ویژگی عمومی شده است .
انواع لیزر عبارتند از :

1- لیزر Nd:YaG 2- لیزر نیودیمیم 3- لیزر الكساندریت4- لیزر مركز رنگی
5-لیزر نیمه رسانا 6-لیزر اتمی 7-لیزر بخارمسی 8-لیزر یونی آرگون
9-لیزرهلیوم-كادمیوم 11- لیزر ازت12- لیزر اگزیمر 13-لیزر شیمیایی
14-لیزر مادون قرمز 15-لیزر مایع رنگی 10-لیزر مولكولی-دی اكسید كربن
لیزر Nd:Yag

(Neodinium Yitvium Aluminium )
لیزر Nd:Yag همچون لیزر دارای كاربرد وسیعی در پزشكی می باشد . مهم ترین ویژگی آن مربوط به توانایی ایجاد لخته توسط آن می باشد این لیزر از نوع لیزرهای جامد می باشد . تابش حاصل از سیستم پمپ باعث تحریك الكترون ها و انتقال آنها به لایه های تحریكی می شود . موقع بازگشت به ترازهای مختلف طول موج ها و 95/0 و 35/1 و 06/11 ایجادمی شود كه از همه مهمتر طول موج
06/1
می باشد .سیستم تحریك در این لیزرها معمولاً لامپ های گازی اگزنون یا كریپتوت لامپ مذكور در یك كانون یك محفظه ای سهم شكل و میله Nd:Yag دركانون دیگر واقع است . انرژی تابشی بر روی میله Nd:Yag متمركز می شود این لیزر می تواند هم به صورت پالسی و هم به صورت پیوسته كار كند .
لیزرهای نئودیمیم شیشه (Nd : glass )

شیشه نسبت به YaG وقتی به عنوان میزبان ماده فعال لیزری قرار گیرد ،چند مزیت دارد . ایزوتروپ و ارزان است وبه راحتی ساخته می شود و قابلیت آلائدین درصد زیادی Nd (تا حدود 6%) را دارد. از سوئی دیگر دارای ضریب هدایت حرارتی نسبتا پائین است كه امكان عمل مداوم لیزر را فراهم نمی كند این محدودیت فقط تكرار پالس حدود چند هرترز را میسر می سازد كارائی متوسط توان شیشه مقداری ازYaG تا حدود (5%) بیشتر است بخشی به دلیل میزان بیشتر مواد آلائیده و هم چنین به دلیل خطوط جذبی آن كه بسیار پهن تر است. پدیده خطوط جذبی پهن با توجه به ساختار بی شكل شیشه قابل توضیح خواهد بود یون های Nd+3 در شرایط متفاوتی در شیشه قرار می گیرند و هریك تحت تأثیر میدان كریستال متفاوتی قرار می گیرند و ترازهای انرژی خاص خود را دارا می شوند كه در این حالت هریك از خطوط جذبی پهن تر می شوند و بیشتر این جزئیات وقتی كه YaG به عنوان میزبان گرفته می شود مشاهده نمی شود.
لیزر الكساندریت (Cr+3 : BeAl2O4 )

الكساندریت از نظر بیناب شبیه یاقوت است و اولین بار در سال 1973 به عنوان یك لیزر سه ترازی با طول موج 680 نانومتر ساخته شد. اما چند سال بعد گسیل در طول موج های بلندتر بادمش آن به صورت یك لیزر 4 ترازی و همچنین توانائی ایجاد لیزر در ناحیه طول موج های 700 تا 820 نانومتری نیز حاصل شد.
لیزرهای مركز رنگی:

وقتی نمك های هیدروكسید سدیم یا آمونیم تحت تابش با انرژی بالا ماند پرتوهای Xو یا پرتوهای الكترونی قرار می گیرند، به دلیل ایجاد لك های جدید در داخل ماده ترازهای انرژی الكترونی جدیدی را به وجود می آورند جذب نوری بین این ترازها باعث رنگی شدن مواد مورد تابش می شود و بنابراین به نام مركز رنگی نامیده می شود. چندین نوع از این اثرات مركزی وجود دارد كه ساده ترین آنها كه مركز F نامیده

می شود (حرف F از ابتدای كلمه رنگ در آلمان Fabeni گرفته شده است). مركز F وقتی ایجاد می شود كه با ترك كردن بارهای مثبت محل های خالی در ناحیه به وجود می آید.
لیزرهای نیمه رسانا:

گرچه لیزرهای نیمه رسانا از جامد ساخته شده اند اما لیزرهای جامد كه اخیرا مطالعه كردیم هم از نظر ساختار ترازهای انرژی و هم از نظر دمش متفاوت است براخلاف ترازهای انرژی منفرد كه اتم های مجزا دیدیم، الكترون ها در نیمه هادی ها باند پهنی را اشغال می كنند. هر باند انرژی از تعداد بسیار زیادی از ترازهای انرژی نزدیك به هم تشكیل شده است این ترازها اساسا مربوط به اتم های مجزا نیستند بلكه مربوط به كل ماده هستند و دیدن انها خیلی مشكل نیست.
لیزرهای اتمی . لیزر He.Ne

معروف ترین لیزر اتمی در حقیقت یكی از معروفترین لیزرها لیزر He.Neاست. ماده فعال آن مخلوطی از هلیوم و نئون است كه با نسبتی حدود 10 قسمت هلیم و 1 قسمت نئون بدست می آید این مخلوط در یك لوله نازك از جنس B (بور) با قطر حدود چند میلی متر و طول حدود 7/0 و تا 1 متر فشار حدود 10 میلی متر جیوه قرار می گیرد. تخلیه الكتریكی همانطور كه در بالا اشاره شد به وقوع می پیوندد و فقط نكته قابل توجه اینكه به دلیل كم شدن مقاومت لوله و فنی تخلیه الكتریكی شروع می شود مقاومت باید به طور سری با منبع تغذیه قرار گیرد تا جریان را محدود سازد.
لیزر بخار مس:

لیزر بخار مس از مدت ها قبل شناخته شده است لكن اهمیت اخیر آن به دلیل پیشرفت هایی كه در توان خروجی و زمان عمر آن حاصل شده است. همان طوری كه از نام این لیزر پیداست ماده فعال آن بخار مس است و برای به دست آوردن غلظت كافی مس در لوله تخلیه لازم است دردمای خیلی بالا نگه داشته شود برای ایجاد چنین دمایی تخلیه الكترونیكی در لوله آلومینیومی كه بین 10 تا 80 میلی متر قطر دارد ایجاد می شود.
لوله دارای نئون با فشار 25 تا 50 میلی متر و محل ذخیره مس جامد می باشد. گرمای ایجاد شده توسط تخلیه الكتریكی باعث افزایش دمای لوله بین 1400 و تا 1500 می شود كه در این حالت فشار بخار مس از میلی متر جیوه است، در جریان تخلیه الكتریكی مقداری بخار مس به سمت پنجره های دو انتهای لوله حركت می كند وروی آنها را می پوشاند (این عمل در دماهای پائین انجام می شود) بنابراین پس از چندین صد ساعت كار لیزر لازم است مقداری مس به داخل لوله باید اضافه شود.
لیزرهای یونی، لیزر یونی آرگون

حال به یك لیزر گازی می پردازیم جایی كه گذارهای لیزری آن بین ترازهای الكترونی یك یون واقع می شود. برانگیختنی مطابق معمول از تخلیه الكتریكی گاز صورت می گیرد. ابتدا اتم خنثی آرگون یونیزه می شود، كه انرژی حدود 75/15 الكترون ولت برای این منظور مورد نیاز است. سپس یونها با تحریك بیشتر به گروهی از ترازهای با انرژی 68/19 الكترون ولت بالاتر از حالت پایه منتقل می شود. انرژی تحریك نسبتا زیادی به دلیل دو امر مرحله ای بودن فرایند تحریك مورد نیاز است كه همان طوری كه انتظار می رفت كارآیی كلی پائینی را برای لیزر به همراه دارد و معمولا حدود چند صدم درصد است.
لیزر هلیوم- كادمیم

لیزر هلیوم، كادمیم ویژگی سه لیزری كه تاكنون به آنها اشاره شد. یعنی هلیوم نئون،‌بخار مس، و یونی آرگون را دارا می باشد به مانند لیزر بخار مس و لیزر فلز كادمیم در یك تخلیه گازی گرم می شود تا بخار كادمیم تولید شود و اتم های كادمیم مجددا باید یونیزه و تحریك شوند كه این عمل در یك مرحله توسط اتم های هلیم تحریك شده انجام می شود این عمل (penning jonization ) نامیده می شود.
لیزرهای مولكولی، لیزر دی اكسید كربن

لیزر دی اكسید كربن از مهم ترین لیزر ها از نوع خود است و از نظر كاربردهای فنی می توان آن را در زمره مهم ترین لیزرها قرار داد. این لیزرها با كارآئی بالای (تا 30%) و توان بسیار زیاد و توان خروجی پیوسته حدود چندین كیلو وات ساخته شده است. كاربردهائی از قبیل جوش كاری و برش كاری استیل، الگوبرداری، نظامی، جوش هسته ای برای لیزر ممكن است. انتقالات لیزری این لیزر از سایر لیزرهایی كه تا كنون بررسی شد متفاوت است. چراكه ترازهای انرژی از ترازهای مجزای ارتعاشی و چرخشی مولكول Co2 حاصل می شود ارتعاشات مولكول CO2 با دو نوع مد تقارن، و غیر تقارن نام گذاری می شود.
لیزر ازت:

بر خلاف لیزر CO2 گذارها در لیزر ازت بین ترازهای انرژی الكترونی مولكول ازت واقع می شود و خروجی در ناحیه ماوراء البنفش در سال 337 نانومتر را به دست می دهد
به طور قابل توجهی ترازهایی كه بین آنها عمل لیزر اتفاق می افتد كاملا زمان عمر معكوس را دارند به خاطر داریم كه در شرایط ایده آل زمان عمر ترازهای بالایی لیزر باید طولانی و زمان عمر ترازهای پایینی لیزر باید كمتر باشد در مورد لیزر ازت این امر برعكس است و از این رو است كه نمی توانیم از لیزر ازت خروجی مداوم داشته باشیم، گرچهلیزرضربانی میتوان ساخت پهنای پالس لیزر بسیار كم یا باریك است چرا كه به محض عمل لیزرتراز زیرین لیزری جمعیت دار می شود و پس از چند نانوثانیه جمعیت معكوس كاهش می یابد به حدی كه لیزر قطع می شود این لیزر را خود پایان دهنده می نامند. دمش خیلی مهم نیست چرا كه باید در زمان كوتاه تراز پهنای پالس انجام شود معمولا طرحی شبیه لیزر TEA دی اكسید كربن برای این لیزر به كار برده می شود یك خازن كه به طور سریع بین دو الكترود كه به طور عرضی نسبت به محور لیزر قرار دارند تخلیه الكترونی ایجاد می كنند و گاز ار می توان با عبور دادن از یك محیط خنك كننده نموده بهره ای بسیار بالا توسط علی رغم استفاده از یك آینه در یك لیزر به دست می آید.
لیزرهای اگزایمر:

كلمه ( اگزایمر ) از عبارت ( دیو تحریك شده ) به دست آمده است كه بدین معنی است كه یك مولكول دو اتمی وقتی در حلت تحریكی واقع است پایدار است و در حالت پایه ناپایدار است چنین موارد مشخصا عبارتند از هالوژن های گاز نادر مانند Arf , Krf , Xecl . اگر نمودار انرژی مینیمم در حالت پایه مولكول به دست آوریم چنین منحنی هایی را می توان برای حالت های تحریكی به دست آورد ولی برای دیمرها گرچه حالت های تحریكی دارای مینیمم است ولی در حالت پایه دارای مینیمم نیست.
لیزرهای شیمیایی:

گرچه انرژی خروجی سیستم های لیزری پرقدرت از نظر نوری بسیار زیاد است ولی در مقایسه یا انرژی واكنش های شیمیایی معمولی قابل توجه هستند بعضی از قوی ترین پالس های لیزری تا كنون توسط لیزرهای شیمیایی به دست آمده است برای مثال لیزرهایHF پالس های تا حدود چندین ژول تولید می كنند. از خصوصیات دیگر كه این لیزرها را جذاب كرده است مقدار كم توان الكتریكی مورد نیاز برای این لیزرها است كه نسبت بالای توان ماكزیم به حجم و وزن را به دست می دهدم. ساختمان لیزر شبیه لیزر گاز دینامیك (دینامیك گاز) است و هنوز این لیزرها بصورت تجاری عرضه نمی شوند.
لیزرهای مادون قرمز:

چنین یزرهایی هنوز در مرحله تحقیق و توسعه هستند. همان طور كه انتظار می رود به دلیل نزدیك بودن فاصله ترازهای انرژی چرخشی، طول موج های خروجی در ناحیه مادون قرمز دور هستند و ناحیه های حدود 30 الی 2000 میكرون را دربر می گیرند تعداد زیادی از مولكول ها بیشتر آنها مولكولهای ساده ای هم چون هیدروكربونها بوده اند بررسی شده اند در همه موارد لیزر CO2 به منظور دمش مواد لیزری از حالت پایه به بعضی از ترازهای چرخشی حالت های تحریكی ارتعاشی به كاتر گرفته شده است. جمعیت معكوس بین ترازهای مجاور حالت تحریك شده ایجاد می شود اهمیت ین لزرها به دلیل توانایی ارائه اطلاعات از ساختمان تراز- انرژی مولكول های مودر مطالعه می باشد. این لیزرها را می توان به طرح های قبل تنظیم برای مقاصد بیناب نمایی و كاربردهای نوری شیمیایی تبدیل كرد.
لیزر یاقوت :

فكر ساختن وسیله ای كه نور همدوس تولید كند , مدتها دانشمندان قرن حاضر را به خود مشغول داشته بود . در سال 1985 فیزیكدان مشهور آمریكایی چالزتاونزه راه این كار را پیدا كرد . دو سال بعد دانشمند دیگر آمریكایی , تئودور مایمن به نظریه تاونز جامه عمل پوشاند و اولین لیزر را با بلوری از یاقوت مصنوعی ساخت این دو بعداً به دریافت جایزه نوبل نایل آمدند . یك لیزر یاقوتی ساده از سه بخش تشكیل می شود : استوانه ای از یاقوت مصنوعی , یك چشمه نور – مثلاً یك لامپ گزنون كه مانند لامپ نئون كار میكند . ( گزنون و زنون هر دو از گازهای بی اثرند یعنی اتمهایشان با اتمهای دیگر مولكول نمی سازد . و یك بازتابنده كه نور را از لامپ گزنون به یاقوت هدایت می كند .




استوانه یاقوتی , بخش اصلی دستگاه است . قطر آن در حدود 7 میلیمتر و ظولش 3.5 تا 5 سانتی متر است . دو قاعده استوانه صیقل خورده و نقره اندود شده است تا آینه كاملی باشد . قاعده دیگر نیز نقره اندود است ولی نه كاملاً به طوری كه میتواند قسمتی از نور را از خود عبور دهد .
لیزرهای مایع رنگی:

مایعات در مقایسه با جامدات و گازها دارای مزایای هستند و میتوان آنها را به عنوان ماده فعال به كار برد مانند گازها بسیار یكنواخت تر از جامدات هستند و برای ساختن انها مشكلی وجود ندارد و به راحتی در كاواك لیزر برای سرد شدن و یا پركردن مجدد جریان می یابند . غلاوه بر این چگالی ماده فعال در مقایسه با گازها بسیار بیشتر است چندین نوع مختلف از لیزرهای رنگی ساخته شده اند كه مهم ترین انها رنگهای آلی هستند كه در حلال مناسبی قرار می گیرند. چنین محلولهایی فلوئورسنت بسیار قوی هستند یعنی جاذب تابش ها در ناحیه ای از طول موج ها هستند و متعاقبا در یك ناحیه ای دیگر معمولا طول موج های بلند تر تابش می كند. اختلاف انرژی بین فوتون های تابشی و جذب شده به صورت گرما ظاهر می شود یك نوع معروف این مواد رودامین حل شده در اتانول است كه باند جذبی