18 Tem 2022

Güneş enerjisinin doğrudan lazer denemelerinde kullanılması üzerine bir düşünce

İlk lazeri, bir mühendis ve fizikçi olan T. Maiman 1960 yılında çalıştırmış. Aktif lazer  ortamı olarak bir sentetik yakut kristali, uyarma/pompalama kaynağı olarak da,  sarmal bir flaş lamba kullanmış. (GE firmasının ürettiği fotoğraf amaçlı ama güçlü bir xenon flaş).  
Çok kabaca ana prensip şu : Lazer ortamını oluşturan silindirik kristal, çevresini saran sarmal flaş lamba ile uyarılıyor. Kristal çubuğun iki ucunda ayna var.  Aynalardan biri tam yansıtıcı, lazer çıkışı alınacak diğeri ise kısmen geçirgen. Kristal  içinde flaş ışığıyla uyarılmış atomlarda, elektronlar üst enerji seviyelerine  çıkıp, sonra geri dönerken birer foton fırlatıyor. Bunların kimisi aynalar arasında  gidip gelirken diğer atomları da uyarıyor. Uyarılmış bir atomdan fırlatılan yeni foton,  uyaran fotonla aynı doğrultuda ve aynı özelliklerde oluyor (uyumlu/coherent) . 
Bunların bir kısmı da kısmen geçirgen aynadan dışarıya lazer ışını olarak çıkıyor. Bu lazer flaş lambasının çakmasıyla uyarıldığı için sürekli değil atımlı  çalışıyor.



Asıl konuya gelirsek: Güneş ışığı, genişçe bir fresnel mercek ile, denenmek istenen  herhangi bir aktif lazer ortamına odaklanarak, güçlü bir uyarım/pompalama enerjisi  sağlayabilir. (İdeal koşulda metre kareye 1000 Watt ışık enerjisi geliyor bildiğim.  
Toplayacağınız ışık/enerji fresnel merceğin boyutu ile orantılı olacaktır). Aktif ortam  (laser medium), ilk lazer gibi katı halde veya gaz veya sıvı olabilir. Amatörce  uğraşmak için gaz lazer zor ama sıvı hal lazerleri uygun görünüyor. Örneğin boya  lazerleri (dye laser) için denenmiş başarılı ama pahalıca maddeler var. Ama bir  düzenek kurulduktan sonra, akla gelen birçok madde uygun bir çözücü (su, alkol vs) içinde denenebilir. 
Aktif ortamı sadece belli dalgaboyu aralığında ışıkla uyarmak gerekiyor veya  düşünülüyorsa odaktan hemen önce araya filtreler konabilir. (fotoğraf amaçlı filtreler  veya dar bantlı daha ciddi filtreler. ve tabi bu durumda toplanan pompalama  enerjisi azalacaktır)

(Sonradan bakınca, en.wikipedia'da solar-pumped laser başlığını gördüm. Fazla  detay yok ama bakılabilir.)