கேள்வி: சீரொளி பற்றி நீங்கள் என்ன அறிந்துள்ளீர்கள்?
பதில்: படிமம்:LASER.jpg படிமம்:Classical spectacular laser effects.jpg, இங்கு ஓர் இசைநிகழ்ச்சியில் ஒளி அலங்காரமாக பயன்படுத்தப்படுகின்றது.]] சீரொளி (''Laser'', லேசர்) அல்லது ஊடொளி என்பது சில குறிப்பிட்ட சிறப்பான பண்புகள் கொண்ட ஒளி. பொதுவாக மின் விளக்கு, அகல்விளக்கு, கதிரவன் முதலானவற்றில் இருந்து வரும் ஒளியானது பல அலைநீளம் கொண்ட ஒளிக்கதிர்களைக் கொண்டிருக்கும். அவற்றுள் ஒரே அலைநீளம் கொண்ட ஒளிக்கதிர்களும்கூட ஒன்றுக்கொன்று அலைமுகம் மாறுபட்டும் முரண்பட்டும் காணப்படும். அதாவது ஓர் ஒளியலையின் அலைமுகம் ஏறுமுகமாக இருக்கும் போது, அதே அலைநீளம் கொண்டிருக்கும் வேறு ஒளியலைகள் இருந்தாலும் அவற்றின் அலைமுகம் இறங்குமுகமாக இருக்கக்கூடும். ஆனால் சீரொளி அல்லது லேசர் என்னும் தனிச்சிறப்பான ஒளியானது அவற்றுள் உள்ள ஒளியலைகள் யாவும் ''ஒரே அலைநீளம்'' கொண்டதாகவும், அவற்றின் அலைமுகங்கள் யாவும் ஒருசேர ஒத்தியங்கும் ''ஒரே அலைமுகம்'' கொண்டவையாகவும் இருக்கும். சீரொளியின் பயன்பாடுகள் பலவும் இப்பண்புகளை அடிப்படையாகக் கொண்டவை. சீரொளியானது லேசர் என்று பரவலாக அறியப்படுகின்றது. இந்த லேசர் என்னும் சொல் ஆங்கிலம் முதலெழுத்துக்கூட்டலாக அமைந்த சுருக்கெழுத்துச்சொல். இது ''Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation'' என்பதன் சுருக்கமாக LASER என்று அழைக்கப்படுகின்றது. ''கதிர்வீச்சின் தூண்டு உமிழ்வு மூலம் செறிவூட்டப்பட்ட ஒளி'' என்பதே இதன் பொருள். எனவே இது ஓர் ஒளிமிகைப்பிக் கருவி. அலைநீளங்களும் அலைமுகங்களும் சீரொற்றுமை பெற்று சீரொளியாக வெளிப்படும் ஒளி. மே 16, 1960 இல் ஐக்கிய அமெரிக்கா உள்ள கலிபோர்னியா மாநிலத்தில் மாலிபு என்னும் இடத்தில் ஹியூஸ் ஆய்வகம், தியோடோர் மைமான் (Theodore Maiman) என்பவர் முதன்முதலாக ஒரு செயற்கையாகச் செய்த சிவப்புக்கல் அல்லது கெம்பு என்னும் பொருளில் சீரொளி எழுப்பி புதுமை படைத்தார். இன்று இந்த சீரொளி அல்லது லேசர் நூறு தொழிநுட்பங்களில் பயன்பட்டு, ஆண்டுக்கு பல பில்லியன் டாலர் வணிகமாக உருவெடுக்க வழிவகுத்தது. சிவப்புக்கல் அல்லது கெம்பு என்பது நகைகள் செய்யப் பயன்படும் வகையான விலை உயர்ந்த, ஒருவகைப் படிகக்கல். இதில் குரோமியம் போன்ற வேற்றுப்பொருட்களை திட்டமிட்ட அளவில் அதனுள் கலந்து இதனைப் பயன்படுத்தினார். சீரொளி என்பது இன்று பல்வேறு திண்மம் வளிமம் பொருள்களைக் கொண்டு உருவாக்கப்படுகின்றது. கணினி, மற்றும் இசைப்பெட்டிகளில் பயன்படும் டிவிடி (DVD), குறுந்தட்டு (குறுவட்டை, CD) போன்றவற்றில் இருந்து குறிபலைகளைப் பெறவும் இந்த சீரொளி மிகவும் பயன்படுகின்றது. பலவகையான கணி அச்சு எந்திரங்கள், கடைகளில் வாங்கும் பொருளை அடையாளம் காட்டப் பயன்படும் சீரொளி வருடி (scanner), இசைநிகழ்ச்சிகளில் ஒளியலங்காரம் செய்யப்பயன்படும் சீரொளிக்கற்றைகள் என்பதில் இருந்து தொழிலகங்களில் தடிப்பான இரும்பு வெட்டி அறுப்பது, அலுமினியம் குழாய்களை ஒட்டவைப்பது வரை பற்பல பயன்பாடுகளுக்குச் சீரொளி பயன்படுகின்றது. படிமம்:Cut Ruby.jpg சீரொளியை ஆக்கி புதுமை படைத்தார்.]] படிமம்:Barcode-scanner.jpg
கேள்வி: சீரொளி - சீரொளி இயற்பியல் என்பது என்ன?
பதில்: ஒரு அணு அதிக சக்தி நிலையில் குறைந்த சக்தி நிலைக்கு வரும் பொழுது எஞ்சிய ஆற்றலை மின்காந்த அலைகள்ஆக வெளியிடுகிறது. இந்த ஆற்றல் சில சமயம் அருகில் உள்ள அணுக்களால் உள்வாங்கபடுகிறது அல்லது வெளியிடப்படுகிறது. வெளியிடப்படும் ஒளியின் அலை நீளம் அந்த அணுவில் ஏற்பட்ட அணு தாண்டல்க்கு (atomic transition) ஏற்றவாறு அமையும். இந்த நிகழ்வு இரு வழிகளில் நடைபெறுகிறது. 1. ''தன்னிச்சையான காலல்'' (Spontaneous emission), 2. ''தூண்டப்பட்ட காலல்'' (Stimulated emission). File:Stimulated Emission.svg
கேள்வி: சீரொளி - தன்னிச்சையான உமிழ்வு (Spontaneous emission) பற்றி நீங்கள் என்ன அறிந்துள்ளீர்கள்?
பதில்: ''தன்னிச்சையான வாழ்நாள்'' என்பது ஒரு அணு அதன் உயர்ந்த ஆற்றல் நிலையில் இருக்கும் கலத்தை குறிக்கும். பொதுவாக அணுக்களின் அணு மாற்றத்தின் காலம் நனோநொடிகளிலோ அல்லது மைக்ரோ நொடிகளிலோ இருக்கும். இந்த காலம் முடிந்த பின் அணு மாற்றம் எற்பட்டு குறைந்த ஆற்றல் நிலைக்கு செல்லும். இதன் விளைவாக வெளியிடப்படும் ஒளி எந்த திசையிலும் இருக்கலாம். இதை தன்னிச்சையான உமிழ்வு என்று அழைக்கபடுகிறது. File:Laser, quantum principle.ogv
கேள்வி: சீரொளி - ஒற்றை நிறதன்மை (Monochromaticity) பற்றி விளக்கவும்.
பதில்: வெள்ளை நிற ஒளி பல நிறங்களாக பிரிவதை நிறமாலை என்கின்றோம். இதற்கு மாறாக ஒரே நிறமாக ஒளி இருந்தால் அதனை ஒற்றை நிறதன்மை (monochromaticity) என்றழைக்கபடுகிறது. சொலபோனால் சீரொளியும் இது போன்றதே! வெள்ளை நிறதின் அலைவரிசையை (bandwidth) சுமார் 300 நானோமீ. அதே வெள்ளை நிற ஒளியை ஒரு சிவப்பு வடிகட்டியுனுள் (filter) செலுத்தினால் சிவப்பு நிறமாக வெளிப்படும். இந்த சிவப்பு நிறம் பொதுவாக 10 முதல் 20 நானோமீ வரை இருக்கும். ஆனால் HeNe சீரொளியின் அலைவரிசையை 1 நானோமீக்கும் குறைவு. இருப்பினும் ஒற்றை நிறதன்மை என்றால் ஒரேஒரு ஒளி அதிர்வு இருக்கவேண்டும் அல்லவா? ஆனால் சீரொளி அலைவரிசையை என்றுமே பூஜ்யமாக இருபதில்லை. இதற்கு காரணம் சரியான ஒற்றை நிறதன்மை என்பது நிச்சயமற்ற கோட்பாடை (uncertainty principle) மீறும் தன்மை ஆகும். இந்த கோட்பாடு நவீன அறிவியலின் ஆணிவேர் ஆகும். ஆதலால் இந்த கோட்பாட்டின் படி ஒரு ஒளியின் அலைநீளம் துளியமாக தெரிந்துவிட்டால் அவ்வொளி எவ்வளவு நேரம் ஒளித்து கொண்டிருக்கும் அல்லது ஒளித்து கொண்டிருக்ககூடும் என்பது கேள்விக்குறியே! அதாவது அந்த ஒளி என்றென்றும் ஒளிர்ந்துகொண்டே இருந்ததது, இன்னும் இருக்கும்! இந்த நிலை நடக்காத ஒன்று. ஆதலால் ஒற்றை நிறதன்மை சீரொளியில் குறிப்பிடுவது ஒரு சிறிய அலைவரிசையை கொண்டதே ஆகும்.
கேள்வி: சீரொளி - ஒரே திசைதன்மை (Directionality) குறித்து விரிவாக சொல்லுங்கள்.
பதில்: சாதாரண ஒளி ஒரு சிறிய துளை வழியாக செல்லும் போது ஒளி விலகுதல் நடைபெறுகிறது. அதாவது ஒளியின் கற்றை விரிகின்றது. சர்க்கசுகளில் விளக்கு வட்டம் (spotlight) அது நடைபெறும் இடத்தை காட்டும் பொருட்டு இந்த விளக்குகள் ஒளி பாய்ச்சுகின்றன. இந்த ஒளி ஒரு பட்டை போன்று வானில் தோன்றும். காரணம் இதன் ஒளியின் கற்றை விரிவது குறைவு. அதே சமயத்தில் சீரொளிக் கற்றையில் இந்த விரிவாக்கம் மிகமிக குறைவு. இந்த சீரொளி கற்றை விரிவாக்கம் ஒரு பாகையின் ஆயிரத்தின் கூறுகளில் அளக்கபடுகிறது. சீரொளி ஒளி ஒத்த அதிர்வு குழாயை விட்டு வெளியேறுவதற்கு முன்பு எதிரொளிப்பதன் மூலமாக பல முறை இடதுவலது திசையில் செல்ல நேருகிறது. எந்த சீரொளிக் கற்றை ஒத்த அதிர்வு குழாயின் மையக்கோட்டில் பயணிக்கிறதோ அந்த ஒளி கற்றைதான் பலமுறை பயணிக்கமுடியும். இதில் ஒளி கற்றை மையகோட்டிலிருந்து சிறிது விலகினாலும் அந்த ஒளி கற்றையால் பலமுறை பயணிக்கமுடியாது. இதனால் வெளியேறும் சீரொளிக் கற்றை நேர்கோட்டில் செல்லவேண்டியதாகிறது. இதனால் சீரொளி ஒரே திசையில் செல்லும் தன்மையைக் கொண்டுள்ளது. File:Laser play.jpg
கேள்வி: சீரொளி - இடம் சார்ந்த இசைவு (Spatial coherence) பற்றி நீங்கள் என்ன அறிந்துள்ளீர்கள்?
பதில்: சீரொளியின் மேல் பகுதி ஒளி கற்றையும் கீழ் பகுதி ஒளி கற்றையும் இசைவு கொண்டிருந்தால் அது இடம் சார்ந்த இசைவு எனப்படும். எவ்வளவு தொலைவு வரை இந்த இசைவு இருக்கிறதோ அந்த அளவு இடம் சார்ந்த இசைவு உள்ளது என்று அர்த்தம்.
கேள்வி: சீரொளி - காலம் சார்ந்த இசைவு (Temporal coherence) பற்றி விளக்கவும்.
பதில்: இரண்டு சீரொளி கற்றை ஒன்று மற்றொன்றை கடக்கும் பொழுது எவ்வளவு நேரம் இன்றண்டின் இடையே இசைவு இருக்கிறதோ அது காலம் சார்ந்த இசைவு ஆகும். அதாவது எதனை அலைநீளம் வரையில் இந்த இரண்டு ஒளி காற்றையும் இசைவு இருக்கிறதோ அந்த அளவு காலம் சார்ந்த இசைவு உள்ளது என்று பொருள். இதிலிருந்து நாம் அறிவது என்னவென்றால் எவ்வளவுக்குஎவ்வளவு சீரொளி ஒற்றை நிறதன்மை கொண்டுளதோ அவ்வளவுக்குஅவ்வளவு காலம் சார்ந்த இசைவு இருக்கும்.
கேள்வி: சீரொளி - அடித்தளக் கருத்துகள் என்பது என்ன?
பதில்: 1917 இல் ஆல்பர்ட் ஐன்ஸ்டைன் ''Zur Quantentheorie der Strahlung" (கதிர்வீச்சு பற்றிய குவாண்டம் கோட்பாடு) '' என்னும் தலைப்பிட்ட ஆய்வுக்கட்டுரையில், பின்னாளில் ''சீரொளி, சீர்நுண்ணலை'' (maser) என அறியப்பட்ட கருவிகளுக்கு அடிப்படைகளைப் பற்றி எழுதினார். இதில் எவ்வாறு (1) உயர் ஆற்றல் நிலையில் இருந்து எதிர்மின்னிகள் (எலக்ட்ரான்கள்) தணிந்த ஆற்றல்நிலைகளுக்குத் தற்செயலாய் தாவும் பொழுது மின்காந்த அலைக்கதிர்கள் அல்லது கதிர்வீச்சு (கதிர் உமிழ்வு) நிகழும் என்றும், (2) உயர் ஆற்றல் நிலையில் இருந்து புறத் ''தூண்டுதலால்'', தணிவான ஆற்றல் நிலைகளுக்குத் தாவி கதிர்வீச்சு (கதிர் உமிழ்வு) நிகழும் (stimulated) என்றும், (3) ஆற்றல் முற்றுமாய் பற்றப்படும் (பற்றி உள்வாங்கப்படும்) (absorption) என்றும் கூறினார். இந்நிகழ்வுகள் ஒவ்வொன்றுக்கும் ஒவ்வொரு நிகழ்தகவு அல்லது வாய்ப்புக் (probability) கெழு (எண்) உண்டு என்று கணித்துக் கூறினார். இந்த நிகழ்தகவு கெழுக்களுக்கு இன்று ''ஐன்சுட்டின் கெழுக்கள்'' (Einstein coefficients) என்று பெயர். இதில் தூண்டுதலால் நிகழும் கதிர்வீச்சே சீரொளிக்கு மிகவும் இன்றியமையாதது 1928இல் ருடோல்ஃவ் லாண்டன்பர்கு (Rudolph W. Landenburg) என்பவர் தூண்டுதல் கதிர்வீசும் எதிர்மறை பற்றுப்பாடும் (negative absorption) உண்டு என்பதை உறுதிசெய்தார்.Steen, W. M. "Laser Materials Processing", 2nd Ed. 1998. 1939 இல் வாலெண்ட்டின் வாப்பிரிக்காந்த் (Valentin A. Fabrikant) குறைந்த நீளமுள்ள அலைகளில் தூண்டு உமிழ்வு வழி மிகைப்பு ஏற்படும் என்பதை முன்பகர்ந்தார்.[http://wwwold.unimib.it/ateneo/presentazione/direzione_ammva/prevenzione_protezione/Semin_sicur_laser.ppt Il rischio da laser: cosa è e come affrontarlo; analisi di un problema non così lontano da noi] ("The risk from laser: what it is and what it is like facing it; analysis of a problem which is thus mot far away from us."), PROGRAMMA CORSO DI FORMAZIONE OBBLIGATORIO ANNO 2004, Dimitri Batani (Powerpoint presentation >7Mb). Retrieved 1 January 2007. 1947 இல் வில்லிசு லாம்பு (Willis E. Lamb) மற்றும் ஆர். சி. ரெதர்ஃவோர்டு (R. C. Retherford ) ஆகிய இருவரும் ஐதரசன் தூண்டு கதிர் உமிழ்வு நிகழ்வதை முதன்முதல் காட்டினார்கள. பொதுவாக எதிர்மின்னிகள் (எலக்ட்ரான்கள்) அதிக எண்ணிக்கையில் தணிந்த ஆற்றல் நிலைகளிலும், குறைவான எண்ணிக்கையில் உயர் ஆற்றல் நிலைகளில் இருக்கும். 1950 இல் ஆல்ஃவிரெடு காசுட்லர் (Alfred Kastler), என்பவர் இந்நிலையை எவ்வாறு ''தலைகீழாக'' மாற்றி உயர் ஆற்றல்நிலைகளில் அதிக எதிர்மின்னிகளை ஒளிபாய்ச்சி ''ஏற்ற'' முடியும் என்னும் மிக முக்கியமான கருத்தை முன்வைத்தார். இதற்காக இவருக்கு 1966 இல் இயற்பியல் நோபல் பரிசு வழங்கப்பட்டது. பின்னர் இரண்டாண்டுகள் கழித்து புரோசல் காசுட்லர் (Brossel, Kastler) மற்றும் விண்ட்டர் (Winter) என்னும் இருவர் செய்முறையாக நிறுவினர்.[http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1966/press.html The Nobel Prize in" Physics 1966] Presentation Speech by Professor Ivar Waller. Retrieved 1 January 2007.
கேள்வி: சீரொளி - லேசர் அல்லது சீரொளி குறித்து விரிவாக சொல்லுங்கள்.
பதில்: படிமம்:Laser DSC09088.JPG-நியான்(HeNe) சீரொளி (லேசர்). நடுவே வெளிச்சமாகத் தெரியும் ஒளிக்கற்றை சீரொளி அல்ல, ஆனால், குழலில் இருந்து வெளிப்பட்டு வலப்புறம் தெரியும் திரையில் சிவப்பு நிறத்தில் தெரியும் புள்ளி காற்றில் வெளிப்பட்ட லேசர் ஒளியால் உருவானது. இந்த சீரொளியானது வளிமம் உருவானது. இது வளிமச் சீரொளி (gas laser)]]
கேள்வி: சீரொளி - சீரொளி பயன்பாடுகள் பற்றி தகவல் சொல்.
பதில்: * சீரொளியினைப் பயன்படுத்தி கடினமான பொருள்களில் மிக நுண்ணிய துளைகளிடவும், வெட்டவும், பற்றவைப்பதற்கும் பயன்படுகிறது. * பொருள்களின் தன்மையை சோதிக்க உதவும். * ஒளியியல் இழை (optical fiber) செய்தித் தொடர்பில் குறைக்கடத்தி லேசர் (semi conducting laser) பயன்படுகிறது. * குறுவட்டு இயக்கி (CD player), வன்வட்டு இயக்கிகளில் (DVD player) சீரொளி முக்கியப் பங்கு வகிக்கின்றது. * இராமன் நிறமாலையில் (Raman spectroscopy) பயன்படுகிறது. * மிக நுண்ணிய அறுவை சிகிச்சைகளில் சீரொளி பயன்படுகிறது. * எண்டோஸ்கோப்பியில் (endoscopy) சீரொளி பயன்படுகிறது. * கண் விழித்திரையை நீக்குதலில் பயன்படுகிறது.