*تحقیق درباره لیزر و تاریخچه پیدایش و کاربرد آن*

فهرست

عنوان صفحه

مقدمه..............................................................................................................................................4

فصل اول: لیزر

ماهیت نور.......................................................................................................................................6

تاریخچهﻯ پیدایش لیزر...................................................................................................................7

گسیل خود به خود..........................................................................................................................8

گسیل القایی....................................................................................................................................9

لیزر چگونه تولید میشود..............................................................................................................10

ویژگیﻫای نور لیزر.......................................................................................................................12

سوئیچ Q......................................................................................................................................13

انواع لیزر......................................................................................................................................14

فصل دوم: کاربردهای آن

کاربرد لیزر در صنعت...................................................................................................................21

مینیاتوری............................................................................................................................................................23

تمامنگاری (هولوگرافی).....................................................................................................................................23

ثبت با لیزر.........................................................................................................................................................26

ساختمانﺳازی و کشاورزی................................................................................................................................26

سایر کاربردها.....................................................................................................................................................27

کاربرد لیزر در مبحث نظامی.........................................................................................................30

کاربرد لیزر در پزشکی..................................................................................................................33

چشم.................................................................................................................................................................33

پوست................................................................................................................................................................34

دندان پزشکی.....................................................................................................................................................36

جراحی................................................................................................................................................................37

درمان بیماریﻫا....................................................................................................................................................39

لیزرهای باهوش..................................................................................................................................................40

لیزرهای خانگی..................................................................................................................................................40

اثرات لیزر بر بدن...............................................................................................................................................41

خطرات اختصاصی لیزر.................................................................................................................................... 41

کاربرد لیزر در تحقیقات...........................................................................................................................43

کاربرد لیزر در ارتباطات.......................................................................................................................... 48

کاربردهای لیزر ND-YAG....................................................................................................................52

پرتوافشانی بر هنر دیرینهﻯ تاریخ.............................................................................................................52

ایمنی لیزرها .............................................................................................................................................53

فصل سوم: بازدیدها

بیمارستان فارابی........................................................................................................................................58

دندان پزشکی............................................................................................................................................60

دانشگاه شهید بهشتی.................................................................................................................................61

فصل چهارم: نتیجه‌گیری

پیشنهادات..................................................................................................................................................65

خلاصهﺍی از متن با توجه به.....................................................................................................................66

نتیجه‌گیری.................................................................................................................................................68

واژه‌نامه......................................................................................................................................................69

منابع ........................................................................................................................................74

مقدمه

«اقرا بسم ربک الذی خلق» بخوان به نام پروردگارت که تو را آفرید.

خدایا اولین سخن تو با پیامبرت خواندن بود. توخیر بندﻩات را در دانشمند بودن او میﺩانی. پس خدایا شناخت علوم بر ما آسان ساز. یعنی شناختن و دانستن چیزی همان طور که هست واین از صفات خداوند است. از آغاز آفرینش انسان تاکنون میلیونﻫا سال میگذرد. در این سالها انسان شاهد تغییرات زیادی در محیط پیرامونش بودهﺍست. تمامی این تغییرات ناشی از قدرت عقل و قوﻩی اراده و تصمیمگیری اوست.اما امروزه شاهد پیشرفتﻫای شگرفی در علوم مختلف از جمله پزشک، شیمی، زیستشناسی، ارتباطات و... هستیم که بسیاری از این پیشترفتﻫا را مدیون اختراع پرتویی شگفتﺍنگیز به نام لیزر میﺩانیم.

لیزر یا به اصطلاح نور باشکوه نوع کامﻸ جدیدی از نور است که بسیاری از آرزوﻫای رویاگونهﻯ بشر را جامهﻯ عمل پوشاندهﺍست، به طوری درخشانتر از هر چه که در طبیعت یافت میشود. با لیزر میتوان عجایبی به بار آورد و هر مادهﻯ شناخته شده روی زمین را در کسری از ثانیه بخار کرد.

لیزرها آن چنان قدرتمند هستند که میتوانند فرﺁیند همﺠوشی هستهﺍی را ایجاد نمایند همان فرﺁیندی که در خورشید صورت میگیرد که برای به وجود آمدن آن گرمایی بالغ بر K10 نیاز است.

امروزه لیزرﻫا کاربردﻫای وسیعی در علوم مختلف از جمله: صنعت، پزشکی، کشاورزی، ساختمان سازی، هولوگرافی، شیمی، زیست شناسی و ارتباطات یافتهﺍند.

هدف ما از انجام چنین تحقیقی آشنایی بیشتر با لیزر و کاربردﻫای آن ﺍست تا بتوانیم علت اصلی پیشرفتﻫای بشر را در بسیاری از زمینهﻫای علمی و تحقیقی دریابیم و از آنﻫا در جهت پیشرفتﻫای جدیدی برای کشورمان وتمام جهانیان استفاده کنیم.

فصل اول:

لیزر

ماهیت نور

اسحاق نیوتن در سال 1672 برای اولین بار نظریهﻯ ذرهﺍی بودن نور را بیان کرد و انیشتین نیز با انجام آزمایش فوتوالکتریک نظریهﻯ نیوتن را ﺗﺄیید کرد. نیوتن هم چنین با عبور دادن نور از منشور توانست نور را تجزیه کند.

نور خود یک موج الکترومغناطیسی است و میﺩانیم که موج دارای 3 مشخصهﻯ اصلی: بسامد، دوره و طول موج است. طول موج یکی از مهمترین مشخصهﻫای موج است که با انرژی رابطهﻯ عکس دارد. بنابراین موجﻫای مختلف را میتوان به صورت طیف موجﻫای الکترومغناطیسی نمایش داد.

کریستین هویکینس، فیزیکﺩان هندی برای اولین بار توانست به کمک پخش، بازتاب و شکست نور، ماهیت موجی بودن نور را بیان کند و توماس یانگ با آزمایش پراش نور آن را ثابت کرد.

لیزر در واقع نوعی نور است و با توجه به محیط فعالش در قسمتﻫای مختلف طیف موجﻫای الکترومغناطیسی قرار میگیرد.

تاریخچهﻯ پیدایش لیزر

در سال 1917 میلادی انیشتین تحقیقی را بر روی نظریهﻯ نور و تشعشع آغاز کرد. در پیﺁمد این تحقیقات، انیشتین در مقالهﻯ علمی خود «در نظریهﻯ کوانتومی تشعشع» چگونگی تحریک شدن اتمﻫا و آزاد کردن نور از آنﻫا را شرح داد که در قسمتﻫای بعدی به تشریح کامل آن میﭘردازیم.

بعد از انیشتین، تاونز به در خواست نیروی دریایی آمریکا برای ساخت وسیلهﺍی که بتواند بسامد بالای میکروموج، جهت استفاده در ارتباطات تهیه کند، مشغول به تحقیق در مورد گسیل القایی شد. وی سرانجام در سال1935 با استفاده از ماده فعال آمونیاک توانست میزر را تولید کند. تاونز پس از اختراع میزر که اولین کاربرد عملی اصول انیشتین در مورد گسیل القایی بود به فکر ساخت دستگاهی بود که بتواند طول موجﻫای کوتاهتری نسبت به میکروموج داشته باشد.

سرانجام در سال 1959 دکتر تئودور مایمن فکر تاونز را به نتیجه رسانید و اولین لیزر راساخت. مایمن با قرار دادن میلهﺍی از یاقوت مصنوعی درون شیشهﺍی مار پیچی که دو انتهای میله صیقل داده شده بود، توانست لیزر را تولید کند.

*مقاله درباره تقسیم کننده اصلی و سوئیچ و سالن دیجیتال در سیستم مخابرات *

MDF مخفف کلمه (main Distribotion Frame) به معنای تقسیم کننده اصلی و بعنوان رابط مشترک و سوئیچ و سالن دیجیتال در سیستم مخابرات طراحی گردیده است که کلیه فعل و انفعالات از قبیل پاسخگویی به مشترکین ، دائریها ، تغییر نام ، تغییر مکان ، برگردان ها ، و قطع و وصل و ... در این سالن انجام می شود . همچنین مرجعی است برای اعلام و رفع خرابی مشترکین که در این راستا جهت ارائه سرویس دهی سریع و مطمئن و داشتن رابطه های تنگاتنگ مابین واحدهای سوئیچ ، شبکه کابل هوایی ، واگذاری خطوط و امور مشترکین ضروری است . در سالهای اخیر بهره گیری از سیستم های رایانه‌ای جهت پاسخگویی و بایگانی مکانیزه ، دگرگونی وسیع را در سالنهای MDF بوجود‌آورده اند که پیامد آن تسریع در امور مشترکین است.

سالن دیجیتال :

در این سالن برای هر مشترک یک کارت ویژه وجود دارد که به کارت DATA معروف است و در داخل آن امکانات مخابراتی برای هر مشترک تعریف شده است .

به طور مثال زمانی که مشترک درخواست یک سرویس ویژه می کند ، داخل DATA تعریف می شود . هنگام استفاده از این امکانات سیستم پروسسوری ابتدا به این DATA مراجعه می کند . اگر در این DATA تعریف شده باشد امکان استفاده از آن سیستم را ی هد و در غیر این صورت به پیغام گیر متصل می شود .

دستگاه سوئیچ دیجیتال

چکیده:
دستگاه سوئیچ دیجیتال به عنوان قلب و مرکز کلیه ارتباطات تلفنی محسوب می شود. با توجه به اهمیتی که ارتباطاتی نظیر تلفن، اینترنت، فاکس و ... در زندگی امروز به عهده دارند، سرویس و نگهداری و همچنین ارائه خدمات به مشترکین از طریق سالنهای دستگاه در مراکز تلفن اهمیت مضاعفی پیدا کرده است و وظیفه افرادی که در این مراکز مسئولیت دارند از یک سو نگهداری و سرویس خود دستگاه و از طرف دیگر ارائه خدمات به مشترکین می باشد. خدماتی نظیر قطع و وصل و دایر کردن سرویسهای ویژه و مزاحم یابی.
کارآموزی که طی مدت کوتاهی در این مرکز مشغول فعالیت است می تواند با اکثر این وظایف بطور خلاصه آشنا شود در گزارش حاضر سعی شده است که اطلاعات کسب شده تقریباً بطور کامل در اختیار مطالعه کنندگان قرار گیرد.


فصل اول:
تاریخچه مخابرات


در دوم ژوئن سال 1875 میلادی مصادف با 11 خرداد 1254 شمسی تلفن اختراع شد. در سال 1265 برای اولین بار در ایران یک رشته سیم بین تهران و شاهزاده عبدالعظیم به طول 7/8 کیلومتر توسط یک بلژیکی کشیده شد ولی در واقع مرحله دوم فن آوری مخابرات در تهران از سال 1268 شمسی با برقراری ارتباط تلفنی بین دو ایستگاه ماشین دودی تهران و شهر ری آغاز شد.
وزارت تلگراف در سال 1287 با وزارت پست ادغام و بنام وزارت پست و تلگراف نامگذاری شد.
در سال 1302 قراردادی برای احداث خطوط تلفنی زیرزمینی با شرکت زیمنس و هالسکه منعقد شد و 3 سال بعد در آبان 1305 تلفن خودکار جدیدی برروی 2300 رشته کابل در مرکز اکباتان آماده بهره برداری شد.
در سال 1308 امور تلفن نیز تحت نظر وزارت پست و تلگراف و تلفن قرار گرفت و به نام وزارت پست و تلگراف و تلفن نامگذاری شد.
مرکز تلفن اکباتان در سال 1316 به 6000 شماره رسید و در سال 1337 به 13 هزار شماره توسعه یافت.
خطوط تلفن جدید (کاریر) نیز پس از شهریور 1320 مورد بهره برداری قرار گرفت و ارتباط تلفنی بین تهران و سایر شهرها گسترش یافت و مراکز تلفن تهران شروع به تأسیس شد.
در پایان سال 2001 تعداد مشترکین تلفن ثابت کشور به 293/384/10 شماره رسید که نسبت به سال قبل آن 06/13 درصد رشد داشت و در مقایسه با سایر کشورهای جهان ایران رتبه 20 از لحاظ تعداد تلفن و رتبه 5 از لحاظ درصد رشد تلفن را داشت.
شرکت سهامی مخابرات استان تهران در راستای سیاست تمرکز زدایی در تاریخ 11/11/74 به مدت نامحدود تأسیس و آغاز به کار نمود.
اهداف و مأموریتهای کلان شرکت:
1- تأسیس و توسعه شبکه و تأسیسات مخابراتی عمومی و خصوصی (به استثنای بخش صدا و سیما) در حوزه عملیاتی استان تهران.
2- نگهداری و بهره برداری از شبکه و تأسیسات مخابراتی استان تهران در قالب تحقق اهداف و برنامه های وزارت پست و تلگراف و تلفن.
3- اجرای تکالیف شرکت مخابرات ایران در مواردی که تفویض اختیار می شود.
تعریف مخابرات:
مقصود از مخابرات عبارت است از انتقال و ارسال علایم و نوشته ها و تصاویر و صداها و هرگونه اطلاعات دیگر بوسیله سیم یا بدون سیم و یا نور و یا هر رویه الکترومغناطیسی دیگر.

فصل دوم:
ارزیابی بخشهای مرتبط یک مرکز تلفن با مهندسی مخابرات


کل اعمالی که در یک مرکز تلفن و بطور خصوصی تر در سالن دیجیتال مراکز انجام می گیرد اعم از ارتباط بین مشترکین تلفنی بوسیلة دستگاه سوئیچ دیجیتال انجام می شود که انواع مختلف آن در ایران وجود داشته و مورد استفاده می شود.
در مرکز مورد نظر از یک سوئیچ آلمانی ساخت کارخانه آلکاتل با نام System 12 و نام اختصاری S12 استفاده می شود برای وارد شدن به بحث ابتدا باید دستگاه مورد نظر را بررسی می کردیم به این شرح که به آن خواهیم پرداخت.
سوئیچ S12:
S12 در 1975 طراحی شد و ابتدا بطور آزمایشی در سال 1981 در بلژیک افتتاح و در 1982 در آلمان راه اندازی شد. سیستم کنترل آن گسترده است. و قابل تطبیق با سیستمهای دیگر است و قابلیت انتقال صوت، تصویر و دیتا را دارد.
سیگنالینگ: زبانی است که موجب ارتباط قسمتهای مختلف مخابرات به یکدیگر می شود که به دو نوع زیر تقسیم می شود:
CCS: مسیر سیگنال و مسیر مکالمه یکی نیست و جدا هستند (سیگنالینگ کانال مشترک)
CAS: مسیر سیگنال و مسیر مکالمه یکی است. (سیگنالینگ کانال مرتبط)
در CCS می توان در حین صحبت کردن عمل سیگنالینگ را نیز انجام داد.
برای انتقال صحبت از CAS (در زمان کنونی) استفاده می شود و برای انتقال دیتا از CCS استفاده می شود.
خصوصیات S12:
- S12 بصورت ماژولار است (هم سخت افزار و هم نرم افزار)
- S12 در مسیریابی با انسداد روبروی نمی شود (Non bloking)
- S12 قابل گسترش است چون بصورت ماژولار است.
- S12 قابلیت تطبیق با نیازهای آینده را داراست (چون سیستم دیجیتال است)
- S12 قابلیت تطبیق با سیستمهای EMD و نیمه الکترونیکی و تمام الکترونیکی و دیجیتالی را دارد.
- S12 در مراکز شهری – بین شهری – بین المللی و ترانزیت می تواند استفاده شود.
- S12 با PCM های 32 و 24 کاناله کار می کند.
- حداکثر ظرفیت مراکز S12 برابر 100000 یا 60000 (STD بین شهری) است.
که ترانک خطوط ارتباطی بین مراکز است.
- در سیستم S12 سوئیچ بصورت دینامیک عمل می کند یعنی چون سیستم 4 طبقه دارد و ارتباطات می تواند از طریقه طبقه 0 یا طبقه 0 و 1 و طبقه های 0 و 1 و 2 و ... انجام گیرد. اگر دو مشترک از یک ماژول باشند ارتباط آنها از طریق طبقه 0 انجام می گیرد و لازم نیست طبقات دیگر را طی کند.
- S12 با سیگنالهای مختلف کار می کند.
امکانات سیستم S12:
* امکانات مشترک Subscriber Feutures:
1- شماره گیری مخفف (سریع) Abbreviated Dialling:
شماره هایی را که ارقام زیاد دارند را در مراکز برای مشترک بصورت کد تعریف می کند.
2- انتقال مکالمه Call transfer
- انتقال مکالمه به شماره دلخواه
- انتقال مکالمه به شماره از قبل تعیین شده (اپراتور مرکزی می تواند بنا به درخواست یک مشترک تمام زنگهای مشترک را به مشترک از قبل تعیین شده منتقل نماید)
- انتقال مکالمه در صورت اشغال بودن
- پیامهای راهنما که مشترک به مرکز اعلام کرده است.
- اگر مشترکی خطش به مدت زیاد استفاده نشد مرکز اعلام می کند که مشترک خطش قطع نیست ولی در محل حضور ندارد (اعلام اگهی)
3- امکان کنفرانسی
4- برگشت (ارسال) زنگ به مشترک که از دو روش انجام می گیرد:
- بیدار کردن (برخاستن) در زمان معین
- تست خط مشترک
1- ارتباط بدون شماره گیری:
ارتباط بدون شماره گیری به دو طریق صورت می گیرد
- آنی (بدون تأخیر) Direct: بلافاصله پس از برداشتن گوشی به طرف مقابل زنگ می خورد.
- با تأخیر Delaid: چند ثانیه بعد از برداشتن گوشی به مشترک مقابل زنگ می خورد و مشترک اول می تواند در آن چند ثانیه شماره ای را بگیرد.
برقراری ارتباط مشترک اشغال:
Completion of a call to busy subscriber
چنانچه بخواهیم با مشترک اشغال ارتباط برقرار کنیم بوسیله این ویژگی می توان از S12 خواست تا سعی مجدد برای برقراری ارتباط انجام دهد و هنگامی که مشترک آزاد شد ارتباط را برقرار کند این عمل در یک پریود زمانی مشخص امکانپذیر است.
فراخوان با کنترل راه دور: Paging and remotely controller devise
در S12 این امکان وجود دارد که یک خط دارای سرویس ویژه را به دستگاههای فراخوان وصل نمود هنگامی که شماره تلفن انتخاب شد ارتباط با دستگاه فراخوان برقرار می گردد و لذا از طریق هر دستگاه تلفن از هر نقطه یا عمل فراخوان را انجام داد.
مزاحم گیری: Malicious Call Handling
مشترک با گرفتن کد (معمولاً 2) به مرکز اعلام مزاحمت می کند.
انتظار مکالمه: Call waiting and trunk offering
اگر مشترک A1 به مشترک B (در حال اشغال) رنگ بزند تن مخصوصی به مشترک B ارسال می شود که نشاندهنده پشت خط بودن A1 است که به دو طریق انجام می شود:
- انتظار مکالمه Call waiting
در این حالت روی مکالمه بوق شنیده می شود.
- روی خط آمدن Trunk Offering
در حین مکالمه اپراتور روی خط می آید.
سرویس ویژه نگهداری و انتقال مکالمه:‍ Hold and transfer facilities
در این حالت مشترک A1 را در حالت انتظار نگه داشته و با A2 صحبت می کند و یا دوباره A2 را در حالت انتظار نگه داشته و با A1 صحبت می کند که این حالت یکی از 3 حالت است.
سرویس ویژه همگانی: Coin box facilities
این سرویس برای کار با انواع تلفنهای همگانی طراحی شد (سکه ای – کارتی – رایگان)
درجه بندی خط مشترک: Subscriber Line Classes
کلیه مشخصات خط هر مشترک و محدودیتهای کاری آنرا در کلاس تعریف می شود که شامل موارد زیر است:
1- نوع خط Line type
معمولی – خط پی در پی شده – خط دارای سرویس دیتا – خط تست – خط دارای کنتور اختصاصی در منزل
2- نوع سیگنالینگ مشترک:
آنالوگ – دیجیتال – یا هر دو
3- محدودیتهای سرویس دهی:
بدون محدودیت – خط خارج از سرویس – خط یکطرفه (تمام امکانات خروجی سد شوند فقط سرویس خدمات را می گیرد، فقط درون شهری) – محدودیتهای مشترک گیرنده (B) (مکالمات ورودی سد شوند فقط امکان دسترسی به سرویس دیتا وجود دارد، فقط امکان دسترسی به اپراتور وجود دارد)
4- محاسبه مکالمه:
برای انجام محاسبه نرخ مکالمه مشترکین به دسته های زیر تقسیم یم شوند:
مشترک مسکونی
تجاری
همگانی
صورت حساب با جزئیات
- خطوط دارای اولویت
شماره گیریهای موجود:
1- چرخشی
2- دکمه ای (فرکانسی) با ترکیبی از دو فرکانس شماره 0 الی 9 را می توان ساخت
3- ترکیبی از 1 و 2
توضیحی در باره تلفن تون و پالس:
پالس:
فقط 10 کلید می توان داشت (روی گوشی) به هر شماره ای 2 تا اضافه کرده و به این تعداد پالس تولید می کند که این دو پالس از بین می رود (سیستم مرکزی آن 2 را می خورد) و بعد مشترک مورد نظر پیدا می شود طول هر پالس MS20 و فاصلة آنها MS40 است.
که روش خوبی نیست زیرا احتمال دارد نویز دامنه پالس را به هم بریزد یا در اثر مقاومت مسی سیمهای قدیمی پالس به هم بریزد و درنتیجه شماره اشتباه شود.