MASER

MASER; Aim. Maser (m), Fr. Maser (m), İng.
Maser. Atomların, dışarıdan uyarılması neticesinde
dışarıya salınan radyasyon yardımı ile elde
edilen, genliği yükseltilmiş elektromanyetik dalga.
Maser, önceleri ilk maşerin mikrodalga frekansında
çalışması sebebiyle İngilizce (Mikrovawe
Amplification by stimulated Emission of radiation)
cümlesindeki kelimelerin baş harflerinin
alınmasından türetilmiştir. Bugünse işitme frekansından
îtibâren (20 ilâ 20.000 cycles/sâniye),
görünen ve ultraviolet frekanslı elektromanyetik
bölgelerde dahi aynı prensip tatbik edildiğinden
maser, (Molecular amplification by Stimulated
Emission of Radiation) olarak târif edilmektedir.
Maser, tahrikli radyasyon (ışın, şua) neşriyle (yayılmasıyla)
mikrodalga veya moleküler dalga kuvvetlendirilmesi
demektir. Cihaz, hassas olarak tâyin
edilmiş frekansta mikrodalga osilasyonları
(titreşimleri) ve düşük gürültü seviyeli amplifikasyon
(kuvvetlendirme) elde etmeyi sağlar. Bu
maksatla atomların ve moleküllerin iç enerjisinden
faydalanan bir amplifikatör ve osilatör grubu kullanılır.
Aletin çalışmasının temel prensibi olan
tahrikli neşriyat (stimulated emission), tedirgin
(aşırı enerji yüklü) hâldeki bir atoma, dışarıdan eşit
enerjili bir fotonun çarpması sonucu atomun aynı
özellikli bir foton neşretmesi şeklinde meydana gelir.
Böylece tahrik eden foton veya dalgalar çarptıkları
tedirgin atomlar tarafından neşredilen fotonlarla
kuvvetlenir. Bir maser, gaz veya katı hâlde
aktif bir ortamdan ibârettir. Sistem çeşitli frekanslar
hâlinde elektromanyetik bir radyasyona
mâruz bırakılır. İçerideki atomların çoğu bu tesirle
yüksek enerjili (tedirgin) hâle gelir. Böylece tahrikli
bir frekans hâsıl olur. Aktif ortam, rezonans
sağlayan bir boşlukla çevrili olduğundan, tek bir
çıkış frekansına eşdeğer osilasyon modlu paralel
dalgalar teşekkül eder. Bunların optik frekanslarda
çalışanlarına optik maser veya laser adı verilir.
Maser dalgaları oldukça kararlı ve monokromatik
(aynı frekans ve fazda) olduğu için astronomi
ve uzay haberleşmesinde, gürültü seviyesi olmayan
yükselticiler olarak kullanılırlar. Maserde
dalga rezonans sistemi, atom enerji seviyelerinden
istifâde edilerek çalıştığı için,, dalga boylan çok küçük
olmasına rağmen îmâl edilmesi mümkündür.
Halbuki aynı frekansta mevcut hiçbir manyetik
dalga rezonatörü yapılamaz. Çünkü rezonatör yapımı
dalga boyu büyüklüğü ile sınırlıdır. Maser dalga
boyu 1 mm’den çok küçüktür. Klasik metodlarla
elde edilen en yüksek frekansa (daha doğrusu en
küçük dalga boyuna) sâhip rezonatör radar cihazlarında
kullanılmaktadır.İlk maser rezonatörü (osilatör de denir) Charles
H.Townes, James P.Gordon ve Herbert J.Zeiger
tarafından 1954 senesinde yapıldı. Bu maserde
amonyak gazının özel frekansından istifâde edildi.
Azot atomu amonyak molekülünde (NH3) hidrojen
atomları arasında 24.000 MHz ile titreşir. Bu
frekansla titreşen amonyak molekülleri, havasız
elektrostatik bir ortamdan geçirilirken aynı frekansta
titreşen amonyak molekülleri bir hüzme
şeklinde rezonatöre gelir. Rezonatör de enerji seviyelerindeki
değişmelerle foton üretimine sebep
olur. Bu fotonlar aynı fazda, aynı frekansta mikrodalgalar
hâlinde titreşirler. Mikrodalga, rezonatörden
dalga klavuzu ile alınarak yayınlanır.
Maşerin kullanıldığı yerler: Maşerin kullanıldığı
en mühim saha haberleşmedir. Haberleşmede
karşılaşılan en büyük sıkıntı muhâbere edilen
kanalların mahdut olmasıdır. Böyle bir muhâbere
trafiğinde yayınların birbirine müdâhale
etmemesi için, mikrodalga (yüksek frekans) kullanılması
gerekir. Maser bu tür haberleşme için çok
uygundur. Mikrodalga ile yayında, yayın yapan istasyonla
alıcının birbirini görmesi lâzımdır. Bu
bakımdan ara istasyonlara ihtiyaç vardır. Dünyâ etrâfmda
yörüngede bulunan uydular, ara istasyon
vazifesi yaparlar. 1962 senesinde yörüngeye oturtulan
Telstar uydusu bu vazifeyi icrâ etmektedir.
Telstar 3700-4200 ve 5925-6425 MHz bandlarında
maser yayını alır ve yükselterek yayınlar.
Maser’in kullanıldığı bir saha da, uzaya fırlatılan
araçların göndereceği bilgiler içindir. Uzay
aracı çok küçük ve mesâfe çok uzak olduğu için
mikrodalga vericisinin hem küçük hem de yaptığı
yayının gürültüsüz olarak alınması gereklidir.
Maser bu maksada mükemmel cevap verir. 1964
senesinde 383.180 km mesafedeki ay yüzeyinden
Ranger VII ay modülünün gönderdiği TV yayınlan
ile 1965 senesinde 215.740.000 km mesâfedeki
Mars yüzeyinden Mariner IV’ün gönderdiği çok net
resim yayınları, maser ile sağlanmıştır. Bu kadar
uzak mesâfeden optik ve radyo dalgaları ile TV ve
resim yayını mümkün değildir.
Maser yayını ile uzaydaki gazların cinslerini
tesbit etmek mümkündür. Bu maksatla hidrojen
atomu ile 1421 MHz’de çalışan hidrojen maşeri yapılmıştır.