كيفية انتاج الليزر وتطبيقاتة العسكرية

الليزر وتطبيقاته العسكرية
ظهرت في المجلات العلمية والعسكرية في السنوات الأخيرة أبحاث عن أسلحة متطورة ذات طابع قتالي عن بُعد، حيث تضاءلت المواجهات المباشرة بين المتقاتلين في الحرب، وأصبح كل طرف يقاتل الطرف الآخر بكل ما أُوتي من قوة من غير أن يراه، حيث أوحت الأبحاث في المجالات العلمية أنه من المحتمل أن تستخدم الدول المتقدمة أسلحة ذات قدرة عالية على إحداث تغييرات جوهرية في أشكال الصراع المسلح في السنوات القادمة؛ من هذه الأسلحة ما يطلق عليه سلاح الطاقة الحزمية المركزة الموجهة المشحونة، وسلاح الطاقة الموجهة لليزرية، وعديد من الأسلحة التي لايتسع المجال لذكرها.
لعل أهم اكتشاف علمي في القرن العشرين هو اكتشاف الانبعاث المستحدث الذي أدى إلى توليد أشعة الليزر.
وكلنا يعرف قصة العالم الشهير أرخميدس عام (2000) قبل الميلاد عندما كان فتى يافعاً ويود أن يغازل فتاة جميلة بمرآة عاكسة للضوء فكانت النتيجة أن أحرق ثوب تلك الفتاة، وأصبحت هذه الحادثة هي البداية في ابتكار سلاح جديد فتاك في ذلك العصر يتكون من مرايا مقعرة عاكسة لأشعة الشمس بعد تجميعها في بؤرة موجهة نحو السفن المعادية، حيث تتسبب هذه الأشعة في إشعال الحريق بها، وبهذا الاكتشاف يكون أرخميدس هو أول من وضع نموذجاً للسلاح من بُعد الذي يمكن أن يكون مهماً للحرب. إن كلمة "الليزر" هي تعريف للكلمة الانجليزية Laser المختصرة من Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation التي تعني باللغة العربية "تضخيم الضوء بالإشعاع المنبعث بالتحريض".
الأسس الفيزيائية
من المعروف أن الذرة تتركب من قلب مركزي يسمى النواة، وتدور حولها جسيمات صغيرة جداً تسمى الالكترونات (انظر الشكل "1")،



و تحتوي النواة على نوعين من الجسيمات الدقيقة هي البروتونات والنيوترونات. أيضاً للذرة مستويات طاقة مختلفة تحاول دائماً أن تتخذ الوضع الذي تكون فيه الذرة في أقل مستوى طاقة، فإذا أثيرت هذه الذرة بمؤثر خارجي وانتقل الإلكترون من مستوى طاقة معينة وليكن (E1) إلى مستوى طاقة أعلى منه مباشرة (E2) فإن هذا الالكترون سوف يعود بعد فترة وجيزة إلى مستوى طاقته الأصلية، مطلقاً فوتوناً ضوئياً على شكل موجه كهرومغناطيسية (Electromagnetic Waves) لها تردد معين، وطول موجي معين، ولون معين. وتتكرر هذه العملية مادام المؤثر الخارجي مطبقاً على الذرة.
وفي لحظة وجود الإلكترون في المستوى المثار، وهو المستوى الذي انتقل إليه الإلكترون من مستوى طاقة (E1) إلى مستوى طاقة (E2) وهو لايزال في مستوى طاقة (E2)، وقبل هبوطه إلى مستوى الطاقة (E1) اصطدم فوتون خارجي بالذرة له التردد والاتجاه نفسهما (كما هو موضح في شكل "2")، فإن الفوتون الخارجي لا يمتص هذه الطاقة،


بل يسبب عدم توازن في الذرة ويجعلها تهبط اضطرارياً إلى مستوى طاقة (E1) وهي مثارة، مما يجعل هذه الفوتونات على قدر كبير من الترابط والانسجام والقوة، وهذا هو أساس عمل الليزر.
الأجهزة المولدة لليزر
الأجهزة المولدة لليزر متعددة إلا إنها تتفق في أن تركيبها واحد مهما كانت معقدة التصميم، فالمتفق في تركيبها هو:-
@ الوسط المولّد للأشعة المبثوثة قد يكون غازاً أو سائلاً أو صلباً.
@ ناقل الطاقة، وهو عبارة عن أنبوب زجاجي حلزوني رفيع يكون حول الوسط المادي المولد للإشعة.
@ الرنين الضوئي، وهو عبارة عن مرآتين متقابلتين مستويتين ومتقابلتين بالوجه العاكس.
ومن هذه الأجهزة المولدة لليزر:-
- مولدات الليزر الفارغة Gas Laser، وهي تضم عديداً من المولدات الغازية، منها ليزر هيليوم.
- نيون، مولدات الآزوت، ومولد ليزر ثاني أوكسيد الكربون (Co2).
- المولدات الليزرية الصلبة، ومنها الليزر الياقوتيمن نوع (Yagnd).
- مولدات الليزر السائل، مثل: الرودامين والليزرات الكيميائية.
- مولدات الليزر شبه الموصل، مثل: الجاليوم أو السيليكون أو الجرماينوم من نوع (P-Type) والزرنينح أو الأنديوم أو التلاريوم من نوع (N-Type).
وتجدر الإشارة إلى أن لليزر استخدامات كثيرة في مجال التطبيقات العسكرية والطب والزراعة والهندسة والكيمياء والتصوير والفضاء، وسنتعرض هنا لبعض تلك التطبيقات العسكرية.
التطبيقات العسكرية لليزر
تسير أشعة الليزر بسرعة هائلة جداً، حيث قدر علماء هذا المجال أنها تقطع حوالي (000ر190) ميل في الثانية الواحدة، فإذا علمنا أن القمر الاصطناعي أو الصاروخ العابر للقارات لا يستطيع أن يقطع هذه المسافة في هذا الزمن لأدركنا أن حركة الهدف لا تؤثر أبداً على دقة الليزر، وأنه يصيب الهدف قبل أن يتحرك من موقعه تقريباً (كما هو واضح في الشكل "3").

وتستطيع أشعة الليزر كذلك أن تصيب الأهداف المحددة لها عدة مرات بلمح البصر، بغض النظر عن المسافة ما بين مصدر الليزر والهدف، وبذلك يثبت لنا حقيقة أخرى، وهي أن أشعة الليزر سريعة الانطلاق ولها قابلية قوية على تدمير الهدف بأي حجم كان. وكذلك أثبتت لنا الدراسات التطبيقية أنه يزيد تأثير أشعة الليزر على الهدف كلما ارتفع مصدر الأشعة عن الأرض.
وعليه فإن معظم مستخدمي هذا الجهاز للأغراض العسكرية يأخذون في الاعتبار وضعه في أعلى الجبال أو وضعه في طائرات أو سفن فضائية حتى يكون تأثيره قوياً جداً لتدمير الأهداف المطلوبة.
ولسلاح الليزر تطبيقات عسكرية عديدة منها:-
- تدمير الصواريخ العابرة للقارات أو الطويلة المدى.
- تدمير الدبابات والراجمات والمركبات الأرضية عموماً.
- تدمير المحطات الفضائية والأقمار الاصطناعية وهي في مداراتها.
- حماية السفن (حاملات الطائرات الحربية) من الطائرات القاذفة وحتى الصواريخ الموجَّهة ضد السفن.
وقد تمكن العلماء من الوصول إلى أجهزة معقدة لإنتاج أشعة الليزر، منها الليزر ذو الطاقة العالية High Energy Laser للاستخدام العسكري، حيث إن هذه إحدى الطرق المدمرة للهدف بتوجيه هذه الأشعة ذات الطاقة العالية لتسخين الهدف الذي يؤدي بالتالي إلى تلف الأجهزة الحيوية أو الأجهزة العسكرية باختلاف أنواعها، بغض النظر عن إشعالها أو حرقها. فمثلما تم التوصل إلى ليزر ذي طاقة عالية، فقد تم تطوير جهاز آخر هو الليزر ذو الطاقة الضعيفة أو المنخفضة Low Energy Laser حيث يستخدم هذا النوع في تحسين إصابة الأسلحة المعدنية المصابة من استخدام الجهاز الأول.
تقنية الليزر تطورت إلى درجة قدرتها على إصابة الهدف إصابة دقيقة، حيث إن الصاروخ الحامل للمتفجرات يعتمد على البرمجة الحاسوبية المسبقة والمشفرة الخاصة به، حتى لايصطدم أو يتعارض مع صاروخ آخر لأهداف أخرى.
وفي عام 1973م تمكنت القوات الجوية الأمريكية من إجراء أول تجربة من نوعها في ذلك الوقت لاستخدام تقنية الليزر للأغراض العسكرية، حيث تم تحويل ليزر غازي إلى سلاح يستطيع أن يدمر طائرة بدون طيار، ومع هذا الاكتشاف توالت الأبحاث في هذا المجال بازدياد، حيث نجحت القوات الجوية الأمريكية في 1978م في تدمير قذيفة منطلقة بسلاح ليزر موضوع على منطقة مرتفعة عن سطح الأرض. كذلك في عام 1980م تمكن العلماء من تصميم جهاز ليزر صغير الحجم يمكن أن يحمل في الطائرات الحربية، ثم أجريت تجربة أخرى بعد عام لتدمير صاروخ جو-جو بواسطة أشعة الليزر المحمولة على متن طائرة حربية.
وتوالت التجارب لسلاح الجو في بعض الدول الكبرى لنظام الليزر المحمول على المركبات العسكرية والمحمول جواً على الطائرات الحربية وحتى الموجود على السفن الحربية بشكل يجعله قادراً على تدمير الصواريخ التكتيكية لحظة انطلاقها من مواقعها أو اكتشافها بأجهزة التقنية البصرية والجزئيات الدقيقة. وأجريت بالفعل تجارب تطبيقية لإسقاط صاروخ بالليزر الجوي - مداه 400كم - في عام 1996م، واستخدمت التقنية نفسها في تدمير صاروخ بالستي خلال خمس ثواني بقوة مقدارها اثنان ميغاواط؛ ورغم أن هذه الدراسات والتجارب مكلفة جداً إلا أن الدول الكبرى مستمرة فيها لإثبات تفوقها العسكري على العالم بأكمله

انشاء الله انتظروا المزيد قريبا جدا

تسلم ايدك يا امير مجهود جميل تشكر عليه