فناوری لیزر در دهه‌های اخیر به بخش جدایی‌ناپذیر زندگی ما تبدیل شده است. از جراحی‌های ظریف چشم گرفته تا برش فلزات در صنعت و نمایش‌های نوری در کنسرت‌ها، لیزرها نقشی کلیدی ایفا می‌کنند. واژهٔ لیزر مخفف عبارت انگلیسی Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation است و به معنای «تقویت نور به وسیلهٔ گسیل القایی» می‌باشد. لیزرها با تولید پرتوهایی با طول موج ثابت، هم‌فاز و هم‌راستا، امکان دقت و تمرکز بالایی را در کاربردهای مختلف فراهم می‌سازند. در این مقاله ضمن تعریف لیزر و شناخت اجزای آن، به معرفی پنج نوع اصلی لیزر بر اساس محیط تقویت (Gain Medium) می‌پردازیم و کاربردهای هر یک را بررسی می‌کنیم.
لیزر چیست و چگونه کار می‌کند؟
قبل از اینکه به انواع لیزر بپردازیم، لازم است درک پایه‌ای از ساختار و عملکرد لیزر داشته باشیم. لیزر، دستگاهی است که نور را به صورت پرتویی با ویژگی‌های خاص تولید می‌کند: پرتویی تک‌رنگ (monochromatic)، هم‌فاز (coherent) و هم‌راستا (collimated) که می‌تواند بدون پراکندگی مسافت‌های طولانی را طی کند. این ویژگی‌ها باعث می‌شود لیزر در کاربردهایی که به دقت بالا نیاز دارند، مانند جراحی، برش صنعتی و مخابرات نوری، بی‌رقیب باشد.
اجزای اصلی لیزر
- منبع انرژی (Energy Source): دستگاهی که انرژی لازم برای برانگیختن محیط تقویت را فراهم می‌کند. این انرژی می‌تواند به شکل الکتریسیته، واکنش شیمیایی، چراغ فلش یا حتی لیزر دیگر باشد.
- محیط تقویت (Gain Medium): ماده‌ای که فوتون‌ها را تولید و تقویت می‌کند. این محیط می‌تواند گاز، جامد (کریستال یا شیشه)، فیبر نوری، مایع (رنگ) یا نیمه‌رسانا باشد. نام بسیاری از لیزرها از همین ماده گرفته شده است؛ برای مثال، لیزر CO₂ دارای محیط تقویت گاز دی‌اکسیدکربن است.
- حفرهٔ تشدید (Resonator): مجموعه‌ای از آینه‌ها که نور تولیدشده را بین خود بازتاب می‌دهد تا شدت آن تقویت شود. در لیزرهای دیودی، لبه‌های پولیش‌شده نیمه‌رسانا نقش آینه را بازی می‌کنند، در حالی که در لیزرهای فیبری از شبکه‌های براگ استفاده می‌شود.
مکانیزم کار لیزر
درون محیط تقویت، اتم‌ها یا مولکول‌ها در حالت عادی در سطح انرژی پایین‌تری قرار دارند. وقتی انرژی به این محیط اعمال می‌شود، الکترون‌ها به سطوح انرژی بالاتر منتقل می‌شوند. سپس الکترون‌ها با بازگشت به سطح انرژی پایین‌تر، فوتون‌هایی تولید می‌کنند. اگر شرایط طوری باشد که این فوتون‌ها در حفرهٔ تشدید قرار گیرند و به صورت هماهنگ بازتاب شوند، فرایند گسیل القایی رخ می‌دهد و موج نوری تقویت‌شده‌ای تشکیل می‌شود. این پرتو سپس از دریچهٔ خروجی لیزر خارج می‌شود.
انواع لیزر بر اساس محیط تقویت
طبق منابع علمی، لیزرها بر اساس نوع ماده‌ای که در محیط تقویت استفاده می‌شود به پنج دستهٔ اصلی تقسیم می‌شوند: لیزرهای گازی، لیزرهای حالت جامد، لیزرهای فیبری، لیزرهای مایع یا رنگی و لیزرهای نیمه‌رسانا (دیودی). هر یک از این گروه‌ها ویژگی‌های خاص و کاربردهای متفاوتی دارند. در ادامه ویژگی‌ها، مزایا و معایب هر دسته را بررسی می‌کنیم.
۱. لیزرهای گازی
در لیزرهای گازی، جریان الکتریکی از داخل گاز عبور داده می‌شود تا جمعیتی از اتم‌ها یا مولکول‌های برانگیخته ایجاد شود. لیزر CO₂، لیزر هلیوم–نئون (He–Ne)، لیزر آرگون، لیزر کریپتون و لیزر اکسیمر از معروف‌ترین انواع این گروه هستند. گازهای مختلف طول موج‌های متفاوتی تولید می‌کنند و کاربردهای متنوعی دارند:
- لیزرهای CO₂: به دلیل بازده بالا و توان خروجی زیاد، در صنایع برای برش، حکاکی و جوشکاری استفاده می‌شوند.
- لیزرهای He–Ne: به دلیل پایدار بودن و خروجی دقیق، در آزمایشگاه‌ها و دستگاه‌های نشانگر مثل بارکدخوان‌ها کاربرد دارند.
- لیزرهای اکسیمر: ترکیبی از گاز نجیب و هالوژن هستند و پرتو فرابنفش تولید می‌کنند؛ برای جراحی‌های چشم و میکروماشینکاری مناسبند.
مزایا:
- پرتو خروجی یکنواخت و پایدار
- امکان تولید توان‌های بالا (به‌ویژه در CO₂)
- انواع گوناگون برای طول موج‌های مختلف
معایب:
- نیاز به تجهیزات پمپاژ ولتاژ بالا
- اندازه بزرگ سیستم نسبت به انواع دیگر
- مصرف انرژی نسبتاً زیاد
۲. لیزرهای حالت جامد
در این گروه، محیط تقویت به‌صورت جامد و معمولاً کریستال یا شیشه‌ای است که با عناصر خاکی کمیاب دوپ شده است. لیزر روبی اولین لیزر ساخته‌شده در تاریخ است و هنوز هم به‌عنوان نمونه‌ای از لیزرهای حالت جامد شناخته می‌شود. لیزر Nd:YAG (نئودیمیوم: یتریوم آلومینیوم گارنت) نیز از مشهورترین لیزرهای این دسته است و در صنعت برای برش و جوشکاری و در پزشکی برای سنگ‌شکنی و برداشتن تاتو به کار می‌رود.
لیزرهای حالت جامد معمولاً توسط لامپ‌های فلش یا دیودهای لیزری (دیود پمپاژ) پمپ می‌شوند. طول عمر بالا و بازده نسبتاً خوب از ویژگی‌های این لیزرهاست. همچنین لیزرهای حالت جامد می‌توانند در حالت پالسی یا پیوسته کار کنند و قدرت خروجی متفاوتی تولید نمایند.
مزایا:
- قابلیت تولید توان‌های بالا
- تنوع زیاد در مواد و طول موج‌ها
- اندازه نسبتاً کوچک‌تر نسبت به لیزرهای گازی
معایب:
- تولید حرارت در کریستال و نیاز به سیستم خنک‌کننده
- هزینه بالاتر برای برخی مواد دوپ‌شده
۳. لیزرهای فیبری
لیزرهای فیبری در واقع زیرشاخه‌ای از لیزرهای حالت جامد هستند؛ با این تفاوت که محیط تقویت به‌جای کریستال، فیبر نوری حاوی عناصر کمیاب است. این طراحی باعث می‌شود گرما به‌خوبی در طول فیبر پخش شود و پرتو خروجی بسیار پایدار و دقیق باشد. به دلیل اندازه کوچک، راندمان بالا و کیفیت پرتو عالی، لیزرهای فیبری در صنعت برای حکاکی، تمیزکاری، جوشکاری و حتی جراحی پزشکی استفاده می‌شوند.
مزایا:
- بازده الکتریکی بالا و مصرف انرژی کم
- کیفیت پرتو بسیار خوب
- اندازه جمع‌وجور و نیاز به نگهداری کمتر
معایب:
- محدودیت در توان‌های بسیار بالا نسبت به لیزرهای CO₂
- هزینه اولیه بالاتر
۴. لیزرهای مایع (لیزرهای رنگی)
در لیزرهای مایع، محیط تقویت از محلول رنگ‌های آلی در حلال تشکیل می‌شود. این لیزرهای رنگی به دلیل قابلیت قابل تنظیم بودن طول موج شهرت دارند؛ می‌توان با تغییر غلظت یا نوع رنگ، طول موج‌های مختلفی تولید کرد. این ویژگی باعث می‌شود در تحقیقات علمی، جداسازی ایزوتوپ‌ها و درمان‌های پزشکی مانند حذف ماه‌گرفتگی (Birthmark) و برخی تومورها کاربرد داشته باشند. به‌عنوان مثال، می‌توانند به طول موج‌های فرابنفش تا مادون قرمز دست یابند.
مزایا:
- دامنه وسیع طول موج قابل تنظیم
- امکان تولید پالس‌های کوتاه با انرژی بالا
معایب:
- پیچیدگی سیستم خنک‌کننده و نگهداری
- طول عمر محدود رنگ‌ها و نیاز به تعویض دوره‌ای
۵. لیزرهای نیمه‌رسانا (دیود)
این لیزرها، که به لیزرهای دیودی نیز معروف‌اند، متشکل از یک اتصال PN با لایهٔ ذاتی هستند که فوتون‌ها را تولید می‌کند. وقتی ولتاژ مناسب به اتصال اعمال شود، الکترون‌ها و حفره‌ها ترکیب می‌شوند و فوتون‌های هم‌فاز تولید می‌کنند. لیزرهای دیودی کوچک، ارزان و قابل ادغام در مدارهای الکترونیکی هستند و در زندگی روزمره بسیار دیده می‌شوند: از بارکدخوان‌ها و پانچ‌های لیزری گرفته تا اشاره‌گرهای لیزری و درایوهای دیسک نوری.
مزایا:
- اندازه بسیار کوچک و مصرف برق پایین
- قیمت مناسب برای تولید انبوه
- قابلیت مدولاسیون سریع و مناسب برای مخابرات نوری
معایب:
- توان خروجی محدود نسبت به انواع دیگر
- حساسیت به دما و نیاز به کنترل حرارتی
جدول مقایسه انواع لیزر
| نوع لیزر | محیط تقویت | نمونه‌های رایج | کاربردهای اصلی | مزایا | معایب |
|---|---|---|---|---|---|
| گازی | گازهای مختلف (CO₂، He–Ne، آرگون، اکسیمر) | CO₂، He–Ne، اکسیمر | برش و جوشکاری صنعتی، پزشکی، هولوگرافی، اسپکترومتری | پرتو پایدار، توان بالا، طول موج‌های متنوع | اندازه بزرگ، مصرف انرژی زیاد، نیاز به ولتاژ بالا |
| حالت جامد | کریستال یا شیشه دوپ‌شده | روبی، Nd:YAG | برش فلزات، LIDAR، جراحی پزشکی، سیستم‌های لیزر نمایش | توان بالا، تنوع مواد، اندازه نسبتاً کوچک | تولید حرارت، نیاز به خنک‌کننده، هزینه بالاتر |
| فیبری | فیبر نوری دوپ‌شده | لیزر فیبری یتریبیوم | حکاکی، تمیزکاری، برش دقیق، مخابرات نوری | راندمان بالا، کیفیت پرتو عالی، نگهداری کم | توان محدود، هزینه اولیه بیشتر |
| مایع (رنگی) | محلول رنگ‌های آلی | رنگ رودامین، فلورسئین | اسپکترومتری، درمان‌های پزشکی، جداسازی ایزوتوپ | قابل تنظیم بودن طول موج، پالس‌های انرژی بالا | تعویض دوره‌ای رنگ، سیستم خنک‌کننده پیچیده |
| نیمه‌رسانا (دیود) | اتصال PN نیمه‌رسانا | لیزر دیود GaAs، GaN | بارکدخوان، دیسک نوری، مخابرات نوری، پمپاژ سایر لیزرها | اندازه کوچک، هزینه کم، مصرف برق پایین | توان محدود، حساسیت به دما، نیاز به کنترل حرارتی |
نکات کاربردی و توصیه‌ها
- انتخاب بر اساس کاربرد: هر نوع لیزر برای کار خاصی طراحی شده است. مثلاً برای برش فلزات ضخیم، لیزر CO₂ گزینهٔ بهتری است، در حالی که برای حکاکی دقیق، لیزر فیبری ارجح است.
- توجه به توان و طول موج: توان خروجی و طول موج لیزر باید با جنس ماده و هدف شما هماهنگ باشد. انتخاب طول موج نامناسب ممکن است باعث اتلاف انرژی یا آسیب ناخواسته شود.
- ایمنی را جدی بگیرید: پرتوهای لیزر می‌توانند به چشم و پوست آسیب بزنند. استفاده از عینک محافظ مخصوص و رعایت فاصله ایمن، ضروری است.
- نگهداری و خنک‌کاری: برخی لیزرها مانند لیزرهای حالت جامد و مایع به سیستم‌های خنک‌کننده نیاز دارند. نگهداری درست، طول عمر دستگاه را افزایش می‌دهد و کیفیت پرتو را حفظ می‌کند.
- به‌روز بودن دانش: فناوری لیزر به سرعت در حال پیشرفت است. مطالعهٔ مقالات جدید و مشورت با متخصصان می‌تواند به انتخاب بهینه کمک کند.
قطعات دستگاه‌های لیزر صنعتی
علاوه بر آشنایی با انواع لیزرها، شناخت قطعات تشکیل‌دهندهٔ دستگاه‌های لیزر صنعتی برای انتخاب و نگهداری صحیح اهمیت فراوانی دارد. هر دستگاه لیزر، چه از نوع فیبری باشد و چه CO₂، از اجزای اصلی مشترک و اجزای اختصاصی تشکیل شده است. در این بخش به معرفی مهم‌ترین قطعات یک دستگاه لیزر فیبری و یک دستگاه لیزر CO₂ می‌پردازیم و تفاوت‌های آن‌ها را بررسی می‌کنیم.
اجزای اصلی دستگاه لیزر فیبری
دستگاه‌های لیزر فیبری به دلیل راندمان بالا و کیفیت پرتو عالی، در صنعت برش و حکاکی فلزات بسیار محبوبند. اجزای کلیدی این دستگاه‌ها عبارت‌اند از:
۱. منبع لیزر فیبری (Fiber Laser Source)
این منبع شامل فیبر نوری دوپ‌شده با عناصر کمیاب و دیودهای پمپاژ است که نور را در طول موج مشخص تقویت می‌کند. طول موج معمولاً حدود ۱٫۰۶ میکرومتر است و به فلزات واکنش خوبی نشان می‌دهد.
۲. فیبر انتقال‌دهنده (Delivery Fiber)
یک فیبر نوری پرقدرت که پرتو لیزر را از منبع به سر دستگاه انتقال می‌دهد. این فیبر باید انعطاف‌پذیر و مقاوم در برابر حرارت باشد.
۳. هد یا سر برش (Cutting Head)
هد شامل قطعات زیر است:
- نازل: پرتو لیزر را به سمت قطعه کار هدایت می‌کند و از طریق آن گاز کمکی برای خروج مذاب و پسماند تزریق می‌شود.
- عدسی کولیماتور: نور خروجی از فیبر را در یک شعاع موازی تبدیل می‌کند تا روی عدسی فوکوس متمرکز شود.
- عدسی فوکوس: پرتو را روی نقطه مشخصی متمرکز می‌کند و شدت آن را افزایش می‌دهد.
- شیشهٔ محافظ: از آلودگی لنز اصلی توسط پسماندها جلوگیری می‌کند.
- سنسور ارتفاع و سیستم ردیابی: فاصلهٔ مناسب بین نازل و قطعه کار را حفظ می‌کند و امکان برش یکنواخت را فراهم می‌سازد.
۴. سیستم خنک‌کننده
فیبر و هد برش گرمای زیادی تولید می‌کنند، بنابراین سیستم خنک‌کننده برای پایدار نگه‌داشتن دما ضروری است. چیلرهای آب با گردش آب سرد در اطراف منبع لیزر و هد، حرارت را دفع می‌کنند.در مدل‌های توان پایین‌تر، سیستم خنک‌کنندهٔ هوا نیز کافی است اما راندمان پایین‌تری دارد.
۵. سیستم تخلیه و فیلتراسیون
برای خارج کردن دود و ذرات ناشی از برش، دستگاه دارای فن و فیلترهای HEPA یا کربن فعال است. این سیستم محیط کار را ایمن و تمیز نگه می‌دارد.
۶. نرم‌افزار و کنترلر
یک سیستم CNC و نرم‌افزار CAD/CAM مسیر برش را کنترل می‌کند و به کاربر اجازه می‌دهد پارامترهای برش مانند سرعت و توان را تنظیم کند.
اجزای اصلی دستگاه لیزر CO₂
دستگاه‌های لیزر CO₂ بیش از ۵۰ سال است که در صنعت و هنر استفاده می‌شوند. ساختار این دستگاه‌ها با لیزر فیبری متفاوت است و شامل قطعات زیر می‌شود:
۱. تیوب لیزر (Laser Tube)
تیوب حاوی مخلوطی از گازهای CO₂، نیتروژن و هلیوم است که توسط ولتاژ بالا تحریک می‌شود تا نور لیزر تولید کند. این تیوب همان محیط تقویت است و معمولاً نیاز به تعویض دوره‌ای دارد.
2. منبع تغذیه ولتاژ بالا
برای ایجاد تخلیه الکتریکی در تیوب، یک منبع تغذیه ولتاژ بالا مورد نیاز است. این منبع ولتاژ را به پالس‌هایی تبدیل می‌کند که اتم‌ها را برانگیخته می‌کند.
۳. سیستم انعکاس (آینه‌ها)
پرتو لیزر درون یک حفرهٔ تشدید بین دو یا سه آینه حرکت می‌کند. یکی از آینه‌ها نیمه‌شفاف است تا بخشی از پرتو تقویت‌شده را خارج کند. برای هدایت پرتو به سمت عدسی، معمولاً از سه آینهٔ تنظیم‌پذیر استفاده می‌شود که مسیر را در زوایای مختلف تغییر می‌دهند.
۴. سر فوکوس و لنز
پرتوی خروجی پس از عبور از مسیر آینه‌ها، به یک عدسی فوکوس می‌رسد که آن را روی نقطهٔ برش متمرکز می‌کند. مانند لیزر فیبری، نازل و گاز کمکی برای بیرون راندن مواد مذاب استفاده می‌شود.
۵. سیستم خنک‌کننده
تیوب CO₂ حرارت زیادی تولید می‌کند و باید توسط چیلر آب خنک شود تا طول عمر آن افزایش یابد و خروجی پایدار بماند. در برخی مدل‌های کوچک، جریان مداوم آب توسط پمپ سیرکوله می‌شود و در مدل‌های بزرگ‌تر، چیلرهای صنعتی استفاده می‌شوند.
۶. سیستم تخلیه دود و فیلتراسیون
برش مواد غیر فلزی مانند چوب یا اکریلیک باعث تولید دود و ذرات مضر می‌شود. فن‌های قدرتمند دود را به بیرون می‌کشند و فیلترها ذرات را جذب می‌کنند.
۷. میز و سیستم حرکتی
قطعه کار روی میزی قرار می‌گیرد که ممکن است دارای مکانیزم‌های X-Y یا گانری باشد. سیستم حرکتی توسط موتورهای استپ یا سروو کنترل می‌شود تا مسیرهای برش را دقیقا دنبال کند.
۸. کنترلر و نرم‌افزار
همانند لیزر فیبری، یک کنترلر CNC و نرم‌افزار CAD/CAM عملیات برش را برنامه‌ریزی و اجرا می‌کند. این نرم‌افزار فایل‌های طراحی را به مسیرهای حرکتی تبدیل می‌کند.
جدول مقایسه قطعات لیزر فیبری و CO₂
| بخش | لیزر فیبری | لیزر CO₂ |
|---|---|---|
| منبع لیزر | فیبر دوپ‌شده با عناصر کمیاب و دیود پمپاژ | تیوب حاوی CO₂، نیتروژن و هلیوم |
| مسیر پرتو | فیبر انتقال‌دهنده، کولیماتور و عدسی فوکوس | آینه‌ها و عدسی فوکوس |
| سر برش/هد | شامل نازل، عدسی کولیماتور، عدسی فوکوس، شیشه محافظ، سنسور ارتفاع | شامل نازل و عدسی فوکوس |
| سیستم خنک‌کننده | چیلر آب یا هوا برای خنک کردن فیبر و هد | چیلر آب برای خنک کردن تیوب و آینه‌ها |
| سیستم تخلیه | فن و فیلتر برای حذف دود و ذرات | فن و فیلتر برای حذف دود و ذرات |
| کنترلر و نرم‌افزار | CNC و نرم‌افزار CAD/CAM برای طراحی و مسیر‌یابی | CNC و نرم‌افزار مشابه |
| ویژگی خاص | راندمان بالاتر، کیفیت پرتو بهتر، مناسب برای فلزات | توان بالاتر برای مواد غیر فلزی، هزینه اولیه کمتر |
شناخت اجزای داخلی دستگاه‌های لیزر به شما کمک می‌کند تا بهتر بتوانید دستگاه مناسب برای کاربرد خود را انتخاب کنید و به نگهداری صحیح بپردازید. دستگاه‌های لیزر فیبری از فیبر دوپ‌شده، هد پیشرفته و سیستم خنک‌کننده کارآمد بهره می‌گیرند و برای برش فلزات انتخابی مناسب‌اند. در مقابل، دستگاه‌های لیزر CO₂ از تیوب گازی، آینه‌های هدایت پرتو و چیلرهای بزرگ‌تر استفاده می‌کنند و برای مواد غیر فلزی مانند چوب، پلاستیک و اکریلیک مناسب‌تر هستند. داشتن اطلاعات دقیق از این قطعات، عملکرد دستگاه را بهینه کرده و از بروز مشکلات احتمالی جلوگیری می‌کند.
جمع‌بندی
لیزرها ابزارهای شگفت‌انگیزی هستند که با تولید پرتوهای تک‌رنگ و هم‌فاز، امکان اجرای کارهای فوق‌العاده دقیق را فراهم می‌کنند. درک اصول پایه مانند اجزای اصلی و سازوکار عملکردی، به ما کمک می‌کند تا بهتر بتوانیم بین انواع مختلف لیزر انتخاب کنیم. پنج نوع اصلی لیزر — گازی، حالت جامد، فیبری، مایع (رنگی) و نیمه‌رسانا — هر یک دارای ویژگی‌ها، مزایا و معایب خاص خود هستند. انتخاب درست نوع لیزر به کاربرد موردنظر، محدودیت‌های هزینه، نیاز به توان خروجی و طول موج وابسته است. با توجه به سرعت پیشرفت در این حوزه، آیندهٔ فناوری لیزر روشن است و انتظار می‌رود شاهد کاربردهای تازه و نوآورانه‌تری باشیم.
سوالات متداول (FAQ)
۱. تفاوت لیزر و نور معمولی در چیست؟
نور لیزر تک‌رنگ، هم‌فاز و هم‌راستا است. این ویژگی‌ها باعث می‌شود لیزر در مسافت‌های طولانی تمرکز خود را حفظ کند و برای کاربردهایی مانند برش دقیق یا جراحی مناسب باشد، در حالی که نور معمولی پراکندگی و طیف رنگی وسیع‌تری دارد.
۲. چرا لیزرهای فیبری را نوعی لیزر حالت جامد می‌دانند؟
زیرا محیط تقویت آن‌ها همانند لیزرهای حالت جامد شامل عناصر کمیاب است؛ اما در لیزر فیبری، این محیط درون فیبر نوری قرار دارد، که باعث بهبود انتقال حرارت و کیفیت پرتو می‌شود.
۳. لیزرهای دیودی چه کاربردهایی دارند؟
لیزرهای دیودی در دستگاه‌های زیادی استفاده می‌شوند، از بارکدخوان و چاپگرهای لیزری گرفته تا دیسک‌های نوری و سیستم‌های مخابراتی. آن‌ها همچنین به‌عنوان منبع پمپاژ برای لیزرهای دیگر به کار می‌روند.
۴. چه عواملی در انتخاب نوع لیزر برای یک کاربرد مشخص مؤثر است؟
مهم‌ترین عوامل شامل طول موج مورد نیاز، توان خروجی، دقت مطلوب، نوع ماده‌ای که باید پردازش شود، هزینه‌ی دستگاه و نیازهای نگهداری هستند. همچنین توجه به ایمنی و ویژگی‌های فنی هر نوع لیزر حائز اهمیت است.
۵. آیا لیزرهای رنگی هنوز در صنایع به کار می‌روند؟
بله. اگرچه امروزه لیزرهای فیبری و دیودی رایج‌ترند، لیزرهای رنگی به دلیل قابلیت تنظیم طول موج و تولید پالس‌های کوتاه با انرژی بالا، در تحقیقاتی مانند اسپکترومتری و جداسازی ایزوتوپ‌ها و در برخی درمان‌های پزشکی استفاده می‌شوند