त्वरित पोस्टसाठी आमच्या सोशल मीडियाची सदस्यता घ्या
लेसर, आधुनिक तंत्रज्ञानाचा एक कोनशिला, ते जटिल आहेत तितकेच आकर्षक आहेत. त्यांच्या हृदयात सुसंगत, प्रवर्धित प्रकाश तयार करण्यासाठी एकत्रितपणे काम करणार्‍या घटकांची एक सिम्फनी आहे. हा ब्लॉग लेसर तंत्रज्ञानाची सखोल समज प्रदान करण्यासाठी वैज्ञानिक तत्त्वे आणि समीकरणांद्वारे समर्थित या घटकांच्या गुंतागुंतीचा शोध घेते.
लेसर सिस्टम घटकांमध्ये प्रगत अंतर्दृष्टी: व्यावसायिकांसाठी तांत्रिक दृष्टीकोन
| घटक | कार्य | उदाहरणे |
| माध्यम मिळवा | वाढीचे माध्यम म्हणजे प्रकाश वाढविण्यासाठी वापरल्या जाणार्‍या लेसरमधील सामग्री. हे लोकसंख्या व्युत्पन्न आणि उत्तेजित उत्सर्जनाच्या प्रक्रियेद्वारे हलके प्रवर्धन सुलभ करते. गेन मध्यम निवडी लेसरची रेडिएशन वैशिष्ट्ये निर्धारित करते. | सॉलिड-स्टेट लेसर: उदा., एनडी: यॅग (निओडीमियम-डोप्ड यट्रियम अ‍ॅल्युमिनियम गार्नेट), वैद्यकीय आणि औद्योगिक अनुप्रयोगांमध्ये वापरले जाते.गॅस लेसर: उदा. सीओ 2 लेसर, कटिंग आणि वेल्डिंगसाठी वापरले.सेमीकंडक्टर लेसर:ईजी, लेसर डायोड, फायबर ऑप्टिक्स कम्युनिकेशन आणि लेसर पॉईंटर्समध्ये वापरले जातात. |
| पंपिंग स्रोत | पंपिंग स्रोत लोकसंख्या व्युत्पन्न (लोकसंख्या व्युत्पन्न करण्यासाठी उर्जा स्त्रोत) मिळविण्यासाठी वाढीच्या माध्यमास उर्जा प्रदान करते, लेसर ऑपरेशन सक्षम करते. | ऑप्टिकल पंपिंग: सॉलिड-स्टेट लेसर पंप करण्यासाठी फ्लॅशलॅम्प्स सारख्या तीव्र प्रकाश स्त्रोतांचा वापर करणे.इलेक्ट्रिकल पंपिंग: इलेक्ट्रिक करंटद्वारे गॅस लेसरमधील गॅस रोमांचक.सेमीकंडक्टर पंपिंग: सॉलिड-स्टेट लेसर मध्यम पंप करण्यासाठी लेसर डायोड वापरणे. |
| ऑप्टिकल पोकळी | दोन आरशांचा समावेश असलेल्या ऑप्टिकल पोकळी, वाढीच्या माध्यमात प्रकाशाच्या मार्गाची लांबी वाढविण्यासाठी प्रकाश प्रतिबिंबित करते, ज्यामुळे प्रकाश वाढविणे वाढते. हे लेसर प्रवर्धनासाठी एक अभिप्राय यंत्रणा प्रदान करते, प्रकाशाची वर्णक्रमीय आणि स्थानिक वैशिष्ट्ये निवडते. | प्लॅनर-प्लॅनर पोकळी: प्रयोगशाळेच्या संशोधनात, सोपी रचना मध्ये वापरली जाते.प्लॅनर-कॉन्केव्ह पोकळी: औद्योगिक लेसरमध्ये सामान्य, उच्च-गुणवत्तेची बीम प्रदान करते. रिंग पोकळी: रिंग गॅस लेसर सारख्या रिंग लेसरच्या विशिष्ट डिझाइनमध्ये वापरली जाते. |
गेन मध्यम: क्वांटम मेकॅनिक्स आणि ऑप्टिकल अभियांत्रिकीचा एक नेक्सस
गेन माध्यमात क्वांटम गतिशीलता
गेन माध्यम असे आहे जेथे प्रकाश प्रवर्धनाची मूलभूत प्रक्रिया उद्भवते, क्वांटम मेकॅनिक्समध्ये खोलवर रुजलेली एक घटना. माध्यमातील उर्जा राज्ये आणि कणांमधील परस्परसंवाद उत्तेजित उत्सर्जन आणि लोकसंख्येच्या व्युत्पत्तीच्या तत्त्वांद्वारे नियंत्रित केले जाते. प्रकाश तीव्रता (i), प्रारंभिक तीव्रता (आय 0), संक्रमण क्रॉस-सेक्शन (σ21) आणि दोन उर्जा पातळीवरील कण संख्या (एन 2 आणि एन 1) दरम्यानचे गंभीर संबंध I = I0E^(σ21 (एन 2-एन 1) एल) समीकरणाद्वारे वर्णन केले आहे. एम्प्लिफिकेशनसाठी एन 2> एन 1, जेथे लोकसंख्या व्युत्पन्न करणे, जेथे एन 2> एन 1 आवश्यक आहे आणि हे लेसर भौतिकशास्त्राचे एक कोनशिला आहे [1].
तीन-स्तरीय वि. चार-स्तरीय प्रणाली
व्यावहारिक लेसर डिझाइनमध्ये, तीन-स्तरीय आणि चार-स्तरीय प्रणाली सामान्यत: कार्यरत असतात. तीन-स्तरीय प्रणाली, अगदी सोपी असताना, लोकसंख्या व्युत्पन्न करण्यासाठी अधिक उर्जा आवश्यक आहे कारण खालची लेसर पातळी ही ग्राउंड स्टेट आहे. दुसरीकडे, चार-स्तरीय प्रणाली, उच्च उर्जा पातळीपासून वेगवान नॉन-रेडिएटिव्ह क्षय झाल्यामुळे लोकसंख्येच्या व्युत्पत्तीसाठी अधिक कार्यक्षम मार्ग ऑफर करतात, ज्यामुळे ते आधुनिक लेसर अनुप्रयोगांमध्ये अधिक प्रचलित करतात [2].
Is एर्बियम-डोप्ड ग्लासएक मिळकत माध्यम?
होय, एर्बियम-डोप्ड ग्लास खरोखरच लेसर सिस्टममध्ये वापरला जाणारा एक प्रकारचा फायदा आहे. या संदर्भात, "डोपिंग" म्हणजे काचेमध्ये विशिष्ट प्रमाणात एर्बियम आयन (ईआर⁺) जोडण्याच्या प्रक्रियेस संदर्भित करते. एर्बियम हा एक दुर्मिळ पृथ्वी घटक आहे जो काचेच्या होस्टमध्ये समाविष्ट केल्यावर, उत्तेजित उत्सर्जनाद्वारे प्रकाश वाढवू शकतो, लेसर ऑपरेशनमधील मूलभूत प्रक्रिया.
एर्बियम-डोप्ड ग्लास विशेषत: टेलिकम्युनिकेशन्स उद्योगात फायबर लेसर आणि फायबर एम्पलीफायर्समध्ये वापरण्यासाठी विशेषतः उल्लेखनीय आहे. या अनुप्रयोगांसाठी हे योग्य आहे कारण ते 1550 एनएमच्या आसपासच्या तरंगलांबींवर कार्यक्षमतेने प्रकाश वाढवते, जे मानक सिलिका तंतूंमध्ये कमी नुकसान झाल्यामुळे ऑप्टिकल फायबर संप्रेषणासाठी एक महत्त्वाची तरंगदैर्ध्य आहे.
दएर्बियमआयन पंप लाइट शोषून घेतात (बर्‍याचदा ए पासूनलेसर डायोड) आणि उच्च उर्जा राज्यांसाठी उत्साहित आहेत. जेव्हा ते कमी उर्जा स्थितीत परत येतात, तेव्हा ते लेसर प्रक्रियेस हातभार लावतात आणि लेसर प्रक्रियेस हातभार लावतात. हे एर्बियम-डोप्ड ग्लासला विविध लेसर आणि एम्पलीफायर डिझाइनमध्ये एक प्रभावी आणि व्यापकपणे वापरले जाणारे माध्यम बनवते.
संबंधित ब्लॉगः बातम्या - एर्बियम -डोप्ड ग्लास: विज्ञान आणि अनुप्रयोग
पंपिंग यंत्रणा: लेसरच्या मागे ड्रायव्हिंग फोर्स
लोकसंख्या व्युत्पन्न करण्यासाठी विविध दृष्टिकोन
पंपिंग यंत्रणेची निवड लेसर डिझाइनमध्ये महत्त्वपूर्ण आहे, कार्यक्षमतेपासून आउटपुट वेव्हलेन्थ पर्यंतच्या प्रत्येक गोष्टीवर परिणाम करते. ऑप्टिकल पंपिंग, फ्लॅशलॅम्प्स किंवा इतर लेसर सारख्या बाह्य प्रकाश स्त्रोतांचा वापर करणे, सॉलिड-स्टेट आणि डाई लेसरमध्ये सामान्य आहे. इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज पद्धती सामान्यत: गॅस लेसरमध्ये कार्यरत असतात, तर सेमीकंडक्टर लेसर बहुतेकदा इलेक्ट्रॉन इंजेक्शन वापरतात. या पंपिंग यंत्रणेची कार्यक्षमता, विशेषत: डायोड-पंप्ड सॉलिड-स्टेट लेसरमध्ये, अलीकडील संशोधनाचे महत्त्वपूर्ण लक्ष आहे, उच्च कार्यक्षमता आणि कॉम्पॅक्टनेस [3].
पंपिंग कार्यक्षमतेमध्ये तांत्रिक विचार
पंपिंग प्रक्रियेची कार्यक्षमता ही लेसर डिझाइनची एक गंभीर बाब आहे, जी संपूर्ण कामगिरी आणि अनुप्रयोग योग्यतेवर परिणाम करते. सॉलिड-स्टेट लेसरमध्ये, पंप स्त्रोत म्हणून फ्लॅशलॅम्प्स आणि लेसर डायोड दरम्यानच्या निवडीमुळे सिस्टमची कार्यक्षमता, थर्मल लोड आणि बीम गुणवत्तेवर लक्षणीय परिणाम होऊ शकतो. उच्च-शक्ती, उच्च-कार्यक्षमता लेसर डायोडच्या विकासामुळे डीपीएसएस लेसर सिस्टममध्ये क्रांती घडली आहे, ज्यामुळे अधिक कॉम्पॅक्ट आणि कार्यक्षम डिझाइन सक्षम केले गेले [4].
ऑप्टिकल पोकळी: अभियांत्रिकी लेसर बीम
पोकळीची रचना: भौतिकशास्त्र आणि अभियांत्रिकीची संतुलित कृती
ऑप्टिकल पोकळी, किंवा रेझोनेटर, केवळ एक निष्क्रिय घटकच नाही तर लेसर बीमला आकार देण्यास सक्रिय सहभागी आहे. मिररच्या वक्रता आणि संरेखनासह पोकळीची रचना, स्थिरता, मोडची रचना आणि लेसरची आउटपुट निश्चित करण्यात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. ऑप्टिकल नफा वाढविण्यासाठी पोकळीची रचना करणे आवश्यक आहे, नुकसान कमी करताना, एक आव्हान जे ऑप्टिकल अभियांत्रिकीला वेव्ह ऑप्टिक्ससह एकत्र करते5.
दोलन अटी आणि मोड निवड
लेसर ओसीलेशन होण्याकरिता, माध्यमाद्वारे प्रदान केलेला फायदा पोकळीतील तोटापेक्षा जास्त असणे आवश्यक आहे. सुसंगत वेव्ह सुपरपोजिशनच्या आवश्यकतेसह ही स्थिती, असे सांगते की केवळ काही रेखांशाचा मोड समर्थित आहे. मोडचे अंतर आणि एकूण मोडची रचना पोकळीची भौतिक लांबी आणि गेन माध्यमाच्या अपवर्तक निर्देशांकाद्वारे प्रभावित होते [6].
निष्कर्ष
लेसर सिस्टमचे डिझाइन आणि ऑपरेशन भौतिकशास्त्र आणि अभियांत्रिकी तत्त्वांचे विस्तृत स्पेक्ट्रम समाविष्ट करते. गेन मध्यम नियंत्रित केलेल्या क्वांटम मेकॅनिक्सपासून ते ऑप्टिकल पोकळीच्या गुंतागुंतीच्या अभियांत्रिकीपर्यंत, लेसर सिस्टमचा प्रत्येक घटक त्याच्या संपूर्ण कार्यक्षमतेत महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावतो. या लेखाने लेसर तंत्रज्ञानाच्या जटिल जगाची एक झलक दिली आहे, जे क्षेत्रातील प्राध्यापक आणि ऑप्टिकल अभियंत्यांच्या प्रगत समजुतीसह प्रतिध्वनी करणारे अंतर्दृष्टी प्रदान करते.
संदर्भ
- 1. सिगमन, एई (1986). लेसर. विद्यापीठ विज्ञान पुस्तके.
- 2. स्पेल्टो, ओ. (2010). लेसरची तत्त्वे. स्प्रिंगर.
- 3. कोएचनेर, डब्ल्यू. (2006) सॉलिड-स्टेट लेसर अभियांत्रिकी. स्प्रिंगर.
- 4. पाइपर, जेए, आणि मिल्ड्रेन, आरपी (2014). डायोडने सॉलिड स्टेट लेसर पंप केले. लेसर तंत्रज्ञान आणि अनुप्रयोगांच्या हँडबुकमध्ये (खंड III). सीआरसी प्रेस.
- 5. मिलोनी, पीडब्ल्यू, आणि एबरली, जेएच (2010). लेसर भौतिकशास्त्र. विली.
- 6. सिल्फवास्ट, डब्ल्यूटी (2004). लेसर मूलभूत तत्त्वे. केंब्रिज युनिव्हर्सिटी प्रेस.
पोस्ट वेळ: नोव्हेंबर -27-2023