فیزیك نـــور(Optics)

لیزر مخفف عبارت light amplification by stimulated emission of radiation می باشد و به معنای تقویت نور توسط تشعشع تحریک شده است.اولین لیزر جهان توسط تئودور مایمن اختراع گردید و از یاقوت در ان استفاده شده بود. در سال 1962 پروفسورعلی جوان اولین لیزر گازی را به جهانیان معرفی نمود و بعدها نوع سوم وچهارم لیزرها که لیزرهای مایع و نیمه رسانا بودند اختراع شدند.در سال 1967 فرانسویان توسط اشعه لیزر ایستگاههای زمینی شان دو ماهواره خود را در فضا تعقیب کردند, بدین ترتیب لیزر بسیار کار بردی به نظر آمد.نوری که توسط لیزر گسیل میگردد در یک سو و بسیار پر انرژی و درخشنده است که قدرت نفوذ بالایی نیز دارد بطوریکه در الماس فرو میرود . امروزه استفاده از لیزر در صنعت بعنوان جوش اورنده فلزات و بعنوان چاقوی جراحی بدون درد در پزشکی بسیار متداول است.

لیزرها سه قسمت اصلی دارند:
۱-پمپ انرژی یا چشمه انرژی: که ممکن است این پمپ اپتیکی یا شیمیایی و یاحتی یک لیزر دیگر باشد
۲- ماده پایه وزفعال که نام گذاری لیزر بواسطه ماده فعال صورت میگیرد
۳- مشدد کننده اپتیکی : شامل دو اینه بازتابنده کلی و جزئی می باشد

طرز کار یک لیزر یاقوتی:
پمپ انرژی در این لیزر از نوع اپتیکی میباشد ویک لامپ مارپیچی تخلیه است(flash tube) که بدور کریستال یاقوت مدادی شکلی پیچیده شده(ruby) کریستال یاقوت ناخالص است و ماده فعال ان اکسید برم و ماده پایه ان اکسید الومینم است.
بعد از فعال شدن این پمپ انرژی کریستال یا قوت نور باران می شودو بعضی از اتمها رادر اثرجذب القایی-stimulated absorption برانگیخته کرده وبه ترازهای بالاتر می برد.

پدیده جذب القایی: اتم برانگیخته = اتم+فوتون

با ادامه تشعشع پمپ تعداد اتمهای برانگیخته بیشتر از اتمهای با انرژی کم میشود به اصطلاح وارونی جمعیت رخ می دهد طبق قانون جذب و صدور انرژی پلانک اتمهای برانگیخته توان نگهداری انرژی زیادتر را نداشته وبه تراز با انرژی کم بر میگردند وانرژی اضافی را به صورت فوتون ازاد می کنند که به این فرایند گسیل خودبخودی گفته می شود ولی از انجایی که پمپ اپتیکی
مرتب به اتمها فوتون می تاباند پدیده دیگری زودتر اتفاق می افتد که به ان گسیل القایی-stimulated emission گفته می شود .وقتی یک فوتون به اتم برانگیخته بتابد ان را تحریک کرده و زودتر به حالت پایه خود بر می گرداند.

گسیل القایی: اتم+دو فوتون = اتم برانگیخته+ فوتون

این فوتونها دوباره بعضی از اتمها را بر انگیخته میکنند و واکنش زنجیر وار تکرار می شود.
بخشی از نور ها درون کریستال به حرکت در می ایند که توسط مشددهای اپتیکی درون کریستال برگرداننده می شوند واین نورها در همان راستای نور اولیه هستد بتدرج با افزایش شدت نور لحظه ای می رسد که نور لیزر از جفتگر خروجی با روشنایی زیاد بطور مستقیم خارج می شود .

لیزر CO2 
لیزرهای گازی نوع خاصی از لیزر است كه در آن گازی داخل یك لوله ی شفاف مثل لامپ مهتابی می رود. عبور جریان از این لوله باعث رفت و آمد ِفوتون می شود. اولین نوع ِاین لیزرها هلیم نئون بود. یعنی همین لیزرهای خانگی و مدارس. این لیزر ِایمن توسط یك ایرانی در مؤسسه ی بل به نام دكتر علی جوان اختراع شد. نوع دیگر لیزر لیزر CO2است. البته در محفظه ی آن هلیوم و مقداری نیتروژن هم هست. كاز نیتروژن انرژی ِالكترودها را ذخیره می كند. پس از برخورد مولكولهای نیتروژن به مولكول CO2 این انرژی انتقال می یابد. مولكولهای CO2 برانگیخته می شوند. گاز هلیوم به انتقال ِانرژی كمك می كند. همچنین كمك می كند تا مولكولهای دی اكسید كربن زودتر به ترازهای انرژی عادی یا حالت عادی خود برگردند. این لیزرها بازده خوبی دارند.

كاربردهای لیزر :

تمام نگاری

تمام نگاری ( هولوگرافی) یك تكنیك انقلابی است كه عكسبرداری سه بعدی (یعنی كامل ) از یك جسم و یا یك صحنه را ممكن می كند. این تكنیك در سال 1948 توسط گابور ابداع شد ( در آن زمان به منظور بهتر كرده توان تفكیك میكروسكوپ الكترونی پیشنهاد شد) و به صورت یك پیشنهاد عملی در آمدو اما قابلیت واقعی این تكنیك پس از اختراع لیزر نشان داده شد.
اساس تمام نگاری به این صورت است كه باریكه لیزر بوسیله آینه كه قسمتی از نور را عبور می دهد به دو باریكه ( بازتابیده و عبوری) تقسیم می شوند. باریكه بازتابیده مستقیما به صفحه حساس به نور برخورد می كند در حالی كه باریكه عبوری جسمی را كه باید تمام نگاری شود روشن می كند. به این ترتیب قسمتی از نوری كه از جسم پراكنده شده هم روی صفحه حساس ( فیلم ) می افتد. به علت همدوس بودن باریكه ها یك نقش تداخلی از تركیب دو باریكه روی صفحه تشكیل می شود حالا اگر این فیلم ظاهر شود و تحت بزرگنمایی كافی بررسی شود می توان این فریزهای تداخلی را مشاهده كرد. فاصله بین دو فریز تاریك متوالی معمولا حدود 1 میكرومتر است. این نقش تداخلی پیچیده است و هنگامی كه صفحه را به وسیله چشم بررسی می كنیم به نظر نمی رسد كه حامل تصویر مشابه با جسم اولیه باشد اما این فریزهای تداخلی در واقع حامل ضبط كاملی از جسم اولیه است.

حال فرض كنید كه صفحه ظاهر شده را دوباره به محلی كه در معرض نور قرار داشت بازگردانیم و جسم تحت مطالعه را برداربم باریكه بازتابیده اكنون با فریزهای روی صفحه برهمكنش می كنند و دوباره در پشت صفحه یك باریكه پراشیده ایجاد می كندبنابراین ناظری كه به صفحه نگاه می كند جسم را در پشت صفحه می بیند طوری كه انگار هنوز هم جسم در آنجاست.

یكی از جالبترین خصوصیات تمام نگاری این است كه جسم بازسازی شده رفتار سه بعدی نشان می دهد بنابراین با حركت دادن چشم از محل تماشا می توان طرف دیگر جسم را مشاهده كرد. توجه كنید كه برای ضبط تمام نگار باید سه شرط اصلی را براورد: الف) درجه همدوسی نور لیزر باید به اندازه كافی باشد تا فریزهای تداخلی در روی صفحه تشكیل شود. ب) وضعیت نسبی جسم - صفحه و باریكه لیزر نباید در هنگام تاباندن نور به صفحه كه حدود چند ثانیه طول می شكد تغییر كند در واقع تغییر محل نسبی باید كمتر از نصف طول موج لیزر باشد تا از درهم شدن نقش تداخلی جلوگیری كند. ج) قدرت تفكیك صفحه عكاسی باید به اندازه كافی زیاد باشد تا بتواند فریزهای تداخلی را ضبط كند.
تمام نگاری به عنوان یك تكنیك ضبط و بازسازی تصویر سه بعدی بیشترین موفقیت را تاكنون در كاربردهای هنری داشته است تا در كاربردهای علمی . اما بر اساس تمام نگاری از یك تكنیك تداخل سنجی تمام نگاشتی در كاربردهای علمی به عنوان وسیله ای برای ضبط و اندازه گیری واكنشها و ارتعاشات اجسام سه بعدی استفاده شدهاست.


اندازه گیری و بازرسی

خصوصیات جهتمندی درخشایی و تكفامی لیزر باعث كاربردهای مفید زیادی برای اندازه گیری و بازرسی در رشته مهندسی سازه و فرایندهای صنعتی كنترل ابزار ماشینی شده است. در این بخش تعیین فاصله بین دو نقطه و بررسی آلودگی را نیز مد نظر قرار می دهیم

یكی از معمولترین استفاده های صنعتی لیزر هم محور كردن است. برای اینكه یك خط مرجع مستقیم برای هم محور كردن ماشین آلات در ساخت هواپیما و نیز در مهندسی سازه برای ساخت بناها پلها و یا تونلها داشته باشیم استفاده از جهتمندی لیزر سودمند است. در این زمینه لیزر به خوبی جای وسایل نوری مانند كلیماتور و تلسكوپ را گرفته است. معمولا از یك لیزر هلیم - نئون با توان كم استفاده می شود و هم محور كردن عموما به كمك آشكارسازهای حالت جامد به شكل ربع دایره ای انجام می شود. محل برخورد باریكه لیزر روی گیرنده با مقدار جریان نوری روی هر ربع دایره معین می شود. در نتیجه هم محور شدن بستگی به یك اندازه گیری الكتریكی دارد و در نتیجه نیازی به قضاوت بصری آزمایشگر نیست. در عمل دقت ردیف شدن از حدود 5µm تا حدود 25µm به دست آمده است.

از لیزر برای اندازه گیری مسافت هم استفاده شده است. روش استفاده از لیزر بستگی به بزرگی طول مورد نظر دارد . برای مسافتهای كوتاه تا 50 متر روشهای تداخل سنجی به كار گرفته می شوند كه در آن ها از یك لیزر هلیم - نئون پایدار شده فركانسی به عنوان منبع نور استفاده می شود. برای مسافتهای متوسط تا حدود 1 كیلومتر روشهای تله متری شامل مدوله سازی دامنه به كار گرفته می شود. برای مسافت های طولانی تر می توان زمان در راه بودن تپ نوری را كه از لیزر گسیل شده است و از جسمی بازتابیده می شود اندازه گیری كرد.

در اندازه گیری تداخل سنجی مسافت از تداخل سنج مایكلسون استفاده می شود. باریكه لیزر به وسیله یك تقسیم كننده نور به یك باریكه اندازه گیری و یك باریكه مرجع تقسیم می شود باریكه مرجع با یك آینه ثابت بازتابیده می شود درحالی كه باریكه اندازه گیری از آینه ای كه به جسم مورد اندازه گیری متصل شده است بازتاب پیدا می كند. سپس دو باریكه بازتابیده مجددا با یكدیگر تركیب می شوند به طوری كه با هم تداخل می كنند و دامنه تركیبی آن ها با یك آشكار ساز اندازه گیری می شود. هنگامی كه محل جسم در جهت باریكه به اندازه نصف طول موج لیزر تغییر كند سیگنالتداخل از یك ماكزیموم به یك مینیموم می رسد و سپس دوباره ماكزیموم می شود. بنابراین یك سیستم الكترونیكی شمارش فریزها می تواند اطلاعات مربوط به جابجایی جسم را به دست دهد. این روش اندازه گیری معمولا در كارگاههای ماشین تراش دقیق مورد استفاده قرار می گیرد و امكان اندازه گیری طول با دقت یك در میلیون را می دهد. باید یادآوری كرد كه در این روش فقط می توان فاصله را نسبت به یك مبدا اندازه گیری كرد. برتری این روش در سرعت دقت و انطباق با سیستم های كنترل خودكار است.

برای فاصله های بزرگتر از روش تله متری مدوله سازی دامنه استفاده می شود و فاصله روی اختلاف فاز بین دو باریكه لیزر مدوله می شود و فاصله از روی اختلاف فار بین دو باریكه گسیل شده و بازتابیده معین می شود. باز هم دقت یك در میلیون است. از این روش در مساحی زمین و نقشه كشی استفاده می شود. برای فواصل طولانی تر از 1 كیلومتر فاصله با اندازه گیری زمان پرواز یك تپ كوتاه لیزری گسیل شده از لیزر یاقوت و یا لیزر CO2 انجام می گیرد. این كاربردها اغلب اهمیت نظامی دارند و در بخشی جداگانه بحث خواهد شد كاربردهای غیر نظامی مانند اندازه گیری فاصله بین ماه و زمین با دقتی حدود 20 سانتی متر و تعیین برد ماهواره ها هم قابل ذكر است.

درجه بالای تكفامی لیزر امكان استفاده از آن را برای اندازه گیری سرعت مایعات و جامدات به روش سرعت سنجی دوپلری فراهم می سازد. در مورد مایعات می توان باریكه لیزر را به مایع تابانده و سپس نور پراكنده شده از آن را بررسی كرد. چون مایع روان است فركانس نور پراكنده شده به خاطر اثر دوپلر كمی با فركانس نور فرودی تفاوت دارد. این تغییر فركانس متناسب با سرعت مایع است. بنابراین با مشاهده سیگنال زنش بین دو پرتو نور پراكنده شده و نور فرودی در یك آشكار ساز می توان سرعت مایع را اندازه گیری بدون تماس انجام می شود. و نیز به خاطر تكفامی بالای نور لیزر برای برد وسیعی از سرعتها خیلی دقیق است.

یكی از سرعت سنجهای خاص لیزر اندازه گیری سرعت زاویه ای است. وسیله ای كه برای این منظور طراحی شده است ژیروسكوپ لیزرینامیده می شود و شامل لیزری است كه كاواك آن به شكل حلقه ای است كه از سه آینه به جای دو آینه معمول استفاده می شود. این لیزر می تواند نوسان مربوط به انتشار نور را هم در جهت عقربه ساعت و هم در خلاف آن به دور حلقه تامین كند. فركانسهای تشدیدی مربوط به هر دو جهت انتشار را می توان با استفاده از این شرط كه طول تشدید كننده ( حلقه ای ) برابر مضرب صحیحی از طول موج باشد به دست آورد. اگر حلقه در حال چرخش باشد در مدت زمانی كه لازم است نور یك دور كامل بزند زاویه آینه های تشدید كننده به اندازه یك مقدار خیلی كوچك ولی محدود حركت خواهد كرد. طول موثر برای باریكه ای در همان جهت چرخش تشدید كننده می چرخد كمی بیشتر از باریكه ای است كه در جهت عكس می چرخد. در نتیجه فركانس های دو باریكه ای كه در خلاف جهت یكدیگر می چرخند كمی تفاوت دارد و اختلاف این فركانسهای متناسب با سرعت زاویه ای تشدید كننده است . با ایجاد تپش بین دو باریكه می توان سرعت زاویه ای را اندازه گیری كرد. ژیروسكوپ لیزری امكان اندازه گیری با دقتی را فراهم می كند كه قابل مقایسه با دقت پیچیده ترین و گرانترین ژیروسكوپ های معمولی است.

كاربرد مصرفی دیگر و یا به عبارت بهتر كاربرد مصرفی واقعی عبارت از دیسك ویدئویی و دیسك صوتی است. یك دیسك ویدئو حامل یك برنامه ویدئویی ضبط شده است كه می توان آن را بر روی دستگاه تلویزیون معمولی نمایش داد. سازندگان دیسك ویدئویی اطلاعات را با استفاده از یك سابنده روی آن ضبط می كنند كه این اطلاعات به وسیله لیزر خوانده می شود. یك روش معمول ضبط شامل برشهای شیاری با طول ها و فاصله های مختلف است عمق این شیارها 4/1 طول موج لیزری است كه از آن در فرایند خواندن استفاده می شود. در موقع خواندن باریكه لیزر طوری كانونی می شود كه فقط بر روی یك شیار بیفتد. هنگامی كه شیار در مسیر لكه باریكه لیزر واقغ شود بازتاب به خاطر تداخل ویرانگر بین نور بازتابیده از دیوارهای شیار و به آن كاهش پیدا می كند. به عكس نبودن شیار باعث یك بازتاب قوی می شود. بدین طریق می توان اطلاعات تلویزیونی را به صورت رقمی ضبط كرد.

كاربرد دیگر لیزرها نوشتن و خواندن اطلاعات در حافظه نوری در كامپیوترهاست لطف ای حافظه نوری هم در توان دسترسی به چگالی اطلاعات حدود مرتبه طول موج است. تكنیك ضبط عبارت است از ایجاد سوراخ های كوچكی در یك ماده مات یا نوعی تغییر خصوصیت عبور و بازتاب ماده زیر لایه كه با استفاده از لیزرهای با توان كافی حاصل می شود. و حتی می تواند فیلم عكاسی باشد. اما هیچ یك از این زیر لایه ها را نمی توان پاك كرد. حلقه های قابل پاك كردن بر اساس گرما مغناطیسی فروالكتریك و فوتوكرومیك ساخته شده اند. همچنین حافظه های نوری با استفاده از تكنیك تمام نگاری نیز طراحی شده اند. نتیجتا اگر چه از لحاظ فنی امكان ساخت حافظه های نوری به وجود آمده است ولی ارزش اقتصادی آن ها هنوز جای بحث دارد.

آخرین كاربردی كه در این بخش اشاره می كنیم گرافیك لیزری است. در این تكنیك ابتدا باریكه لیزر بوسیله یك سیستم مناسب روبشگر بر روی یك صفحه حساس به نور كانونی می شود و در حالی كه شدت لیزر به طور همزمان با روبش از نظر دامنه مدوله می شود به طوری كه بتوان آن را بوسیله كامپیوتر تولید كرد.( مانند سیستم های چاپ كامپیوتری بدون تماس ) و یا آنها را به صورت سیگنال الكتریكی از یك ایستگاه دور دریافت كرد( مانند پست تصویری). در مورد اخیر می توان سیگنال را به وسیله یك یك سیستم خواننده مناسب با كمك لیزر تولید كرد. وسیله خواندن در ایستگاه دور شامل لیزر با توان كم است كه باریكه كانونی شده آن صفحه ای را كه باید خوانده شود می روبد. یك آشكارساز نوری باریكه پراكنده از نواحی تاریك و روشن روی صفحه را كنترل می كند و آن را به سیگنال الكتریكی تبدیل می كند. سیستم های لیزری رونوشت اكنون به طور وسیعی توسط بسیاری از ناشران روزنامه ها برای انتقال رونوشت صفحات روزنامه به كار برده می شود.


ارتباط نوری

استفاده از باریكه لیزر برای ارتباط در جو به خاطر دو مزیت مهم اشتیاق زیادی برانگیخت :

الف) اولین علت دسترسی به پهنای نوار نوسانی بزرگ لیزر است. زیرا مقدار اطلاعات قابل انتقال روی یك موج حامل متناسب با پهنای نوار آن است. فركانس موج حامل از ناحیه میكروموج بخ ناحیه نور مرئی به اندازه 104 برابر افزایش می یابد و در نتیجه امكان استفاده از یك پهنای بزرگتر را به ما می دهد.

ب) علت دوم طول موج كوتاه تابش است. چون طول موج لیزر نوعا حدود 104 مرتبه كوچكتر از امواج میكرو موج است با قطر روزنه یكسان D واگرایی امواج نوری به اندازه 104 مرتبه نسبت به واگرایی امواج میكرو موج كوچكتر است. بنابراین برای دستیابی به این واگرایی آنتن یك سیستم اپتیكی می تواند به مراتب كوچكتر باشد. اما این دو امتیاز مهم با این واقعیت خنثی می شوند كه باریكه نوری تحت شرایط دید ضعیف در جو به شدت تضعیف می شود. در نتیجه استفاده از لیزرها در ارتباطات فضای باز ( هدایت نشده ) فقط در مورد این موارد توسعه یافته اند :

الف) ارتباطات فضایی بین دو ماهواره و یا بین یك ماهواره و یك ایستگاه زمینی كه در یك شرایط جوی مطلوب قرار گرفته است. لیزرهایی كه در این مورد استفاده می شوند عبارتند از :

Nd:YAG ( با آهنگ انتقال 109 بیت در ثانیه ) و یا CO2 با آهنگ انتقال 3*108 بیت در ثانیه ). گرچه CO2 نسبت به Nd: YAG دارای بازدهی بالاتری است و لی دارای این اشكال است كه نیاز به سیستم آشكارسازی پیچیده تری دارد و طول موج آن هم به اندازه 10 مرتبه بزرگتر از طول موج Nd : YAG است.

ب) ارتباطات بین دو نقطه در یك مسافت كوتاه مثلا انتقال اطلاعات درون یك ساختمان. برای این منظور از لیزرهای نیمرسانا استفاده می شود.

اما زمینه اصلی مورد توجه در ارتباطات نوری مبتنی بر انتقال از طریق تارهای نوری است. انتقال هدایت شده نور در تارهای نوری پدیده ای است كه از سالها پیش شناخته شده است اما تارهای نوری اولیه فقط در مسافت های خیلی كوتاه مورد استفاده قرار می گرفتند مثلا كاربرد متعارف آن ها در وسایل پزشكی برای اندوسكوپی است. بنابراین در اواخر سال 1960 تضعیف در بهترین شیشه های نوری در حدود 1000 دسی بل بر كیلومتر بود. از آن زمان پیشرفت تكنیكی شیشه و كوارتز باعث تغییر شگفت انگیز در این عدد شده است به طوری كه این تضعیف برای كوارتز به 5/0 دسی بل بر كیلومتر رسیده است. این تضعیف فوق العاده كوچك آینده مهمی را برای كاربرد تارهای نوری در ارتباطات راه دور نوید می دهد
سیستم ارتباطات تارهای نوری نوعا شامل یك چشمه نور یك جفت كننده نوری مناسب برای تزریق نور به تارها و درانتها یك فوتودیود است كه باز هم به تار متصل شده است. تكرار كننده شامل یك گیرنده و یك گسیلنده جدید است. چشمه نور سیستم اغلب لیزرهای نیمرسانای نا هم پیوندی دوگانه است. اخیرا طول عمر این لیزرها تا حدود 106 ساعت رسیده است. گرچه تا كنون اغلب از لیزر گالیم ارسنید GaAs استفاده شده است ولی روش بهتر استفاده از لیزرهای نا هم پیوندی است كه در آنها لایه فعال تركیبی از آلیاژ چهارگانه به صورت In1-x Gax Asy P1-y است. در این حالت لبه های P ,n پیوندگاه از تركیب دوگانه InP تشكیل شده است و با استفاده از تركیب y=2v2x می توان ترتیبی داد كه چهار آلیاژ چهارگانه شبكه ای كه با InP جور شود با انتخاب صحیح x طول موج تابش را طوری تنظیم كرد كه در اطراف µm 3/1 و یا اطراف 6/1 µm واقع شود كه به ترتیب مربوط به دو مینیموم جذب در تار كوارتز هستند. بسته به قطر d هسته مركزی تار ممكن است از نوع تك مدباشد برای آهنگ انتقال متداول فعلی حدود 50 مگابیت در ثانیه معمولا از تارهای چند مدی استفاده می شود. برای آهنگ انتقال های بیشتر تارهای تك مدی مناسبتر به نظر می رسند. گیرنده معمولا یك فوتودیود بهمنی است اگر چه ممكن است از یك دیود PIN و یك دیود تقویت كننده حالت جامد مناسب نیز استفاده كرد.


لیزر در فیزیك و شیمی

اختراع لیزر و تكامل آن وابسته به معلومات پایه ای است كه در درجه اول از رشته فیزیك و بعد از شیمی گرفته شده اند. بنابراین طبیعی است كه استفاده از لیزر در فیزیك و شیمی از اولین كاربردهای لیزر باشند

رشته دیگری كه در آن لیزر نه تنها امكانات موجود را افزایش داده بلكه مفاهیم كاملا جدیدی را عرضه كرده است طیف نمایی است. اكنون با بعضی از لیزرها می توان پهنای خط نوسانی را تا چند ده كیلوهرتز باریك كرد ( هم در ناحیهمرئی و هم در ناحیه فروسرخ ) و با این كار اندازه گیری های مربوط به طیف نمایی با توان تفكیك چند مرتبه بزرگی ( 3 تا 6) بالاتر از روش های معمولی طیف نمایی امكان پذیر می شوند. لیزر همچنین باعث ابداع رشته جدید طیف نمایی غیر خطی شد كه در آن تفكیك طیف نمایی خیلی بالاتر از حدی است كه معمولا با اثرهای پهن شدگی دوپلر اعمالمی شود. این عمل منجر به بررسیهای دقیقتری از خصوصیات ماده شده است.

در زمینه شیمی از لیزر هم برای تشخیص و هم برای ایجاد تغییرات شیمیایی برگشت ناپذیر استفاده شده است. ( فوتو شیمی لیزری) به ویژه در فون تشخیص باید از روش های (پراكندگی تشدیدی رامان ) و ( پراكندگی پاد استوكس همدوس رامان ) (CARS) نام ببریم. به وسیله این روشها می توان اطلاعات قابل ملاحظه ای درباره خصوصیات مولكولهای چند اتمی به دست آورد ( یعنی فركانس ارتعاشی فعال رامن - ثابتهای چرخشی و ناهماهنگ بودن فركانس). روش CARS همچنین برای اندازه گیری غلظت و دمای یك نمونه مولكولی در یك ناحیه محدود از فضا به كار می رود. از این توانایی برای بررسی جزئیات فرایند احتراق شعله و پلاسما ( تخلیه الكتریكی) بهره برداری شدهاست.

شاید جالبتری كاربرد شیمیایی ( دست كم بالقوه ) لیزر در زیمنه فوتو شیمی باشد. اما باید در نظر داشته باشیم به خاطر بهای زیاد فوتونهای لیزری بهره برداری تجاری از فوتوشیمی لیزری تنها هنگامی موجه است كه ارزش محصولنهایی خیلی زیاد باشد. یكی از این موارد جداسازی ایزوتوپها است.