लेसरची पल्स एनर्जी

लेसरची पल्स एनर्जी म्हणजे लेसर पल्सद्वारे वेळेच्या प्रति युनिट प्रसारित होणारी ऊर्जा. सामान्यतः, लेसर सतत लहरी (CW) किंवा स्पंदित लहरी उत्सर्जित करू शकतात, ज्यापैकी नंतरचे मटेरियल प्रोसेसिंग, रिमोट सेन्सिंग, वैद्यकीय उपकरणे आणि वैज्ञानिक संशोधन यासारख्या अनेक अनुप्रयोगांमध्ये विशेषतः महत्वाचे असतात. लेसर पल्स एनर्जीची वैशिष्ट्ये समजून घेणे त्याच्या कामगिरीचे अनुकूलन करण्यासाठी आणि अनुप्रयोग कार्यक्षमता सुधारण्यासाठी अत्यंत महत्वाचे आहे.

१. पल्स एनर्जीची व्याख्या आणि मापन

लेसर पल्स एनर्जी ही प्रत्येक लेसर पल्सद्वारे सोडली जाणारी ऊर्जा असते, जी सहसा जूल (J) मध्ये मोजली जाते. सतत लहरी (CW) लेसरच्या विपरीत, स्पंदित लेसर कमी वेळेत ऊर्जा सोडतात आणि उर्जेची परिमाण सामान्यतः पल्स कालावधी (पल्स रुंदी) आणि पीक पॉवरशी संबंधित असते.

खालील सूत्र वापरून नाडीची ऊर्जा मोजता येते: E = Ppeak × τ. जिथे E ही पल्स एनर्जी (ज्युल्स) आहे, Ppeak ही पल्सची पीक पॉवर (वॅट्स) आहे आणि τ ही पल्स कालावधी (सेकंद) आहे. याचा अर्थ पल्स एनर्जी ही पीक पॉवर आणि पल्स रुंदी या दोन्हींशी थेट संबंधित आहे.

२. नाडी ऊर्जेवर परिणाम करणारे घटक

लेसरच्या पल्स एनर्जीवर अनेक घटक परिणाम करतात, ज्यात हे समाविष्ट आहे:

①लेसर डिझाइन आणि प्रकार:
वेगवेगळ्या प्रकारचे लेसर पल्स एनर्जीच्या आकारावर परिणाम करतात. उदाहरणार्थ, सॉलिड-स्टेट लेसर सामान्यत: उच्च पल्स एनर्जी देतात, जे उच्च पॉवर आउटपुटची आवश्यकता असलेल्या अनुप्रयोगांसाठी योग्य असतात. दुसरीकडे, फायबर लेसर त्यांची तरंगलांबी समायोजित करून उच्च पॉवरसह पल्स तयार करू शकतात.

②नाडीचा कालावधी (नाडीची रुंदी):
पल्स रुंदी जितकी कमी असेल तितकी दिलेल्या वेळेत पीक पॉवर जास्त असेल, ज्यामुळे जास्त पल्स एनर्जी मिळते. स्पंदित लेसरमधील पल्स रुंदी सामान्यत: नॅनोसेकंद आणि पिकोसेकंद दरम्यान समायोजित करता येते, त्यांच्या उच्च पीक पॉवरमुळे उच्च-परिशुद्धता अनुप्रयोगांमध्ये लहान पल्स मोठ्या प्रमाणात वापरल्या जातात.

③लेसर पॉवर आणि एनर्जी कन्व्हर्जन कार्यक्षमता:
लेसरची कार्यक्षमता थेट ऊर्जा उत्पादन निश्चित करते. काही लेसर सिस्टीम गेन माध्यम किंवा लेसर पोकळीची रचना ऑप्टिमाइझ करून रूपांतरण कार्यक्षमता वाढवू शकतात, ज्यामुळे पल्स एनर्जी वाढते.

④लेसर अॅम्प्लिफायर्स:
अनेक उच्च-शक्तीच्या लेसर प्रणालींमध्ये, आउटपुट ऊर्जा वाढवण्यासाठी अॅम्प्लिफायर वापरले जातात. मल्टी-स्टेज अॅम्प्लिफिकेशनद्वारे, पल्स एनर्जी लक्षणीयरीत्या वाढवता येते.

⑤लेसर ड्राइव्ह करंट:
लेसर डायोड किंवा लेसर सिस्टीमचा ड्राइव्ह करंट हा त्याच्या आउटपुट पॉवर आणि पल्स एनर्जीवर परिणाम करणारा एक महत्त्वाचा घटक आहे. करंट समायोजित करून, लेसरची उत्तेजना स्थिती सुधारली जाऊ शकते, ज्यामुळे पल्स एनर्जी आउटपुटवर परिणाम होतो.

३. लेसर पल्स एनर्जीचे उपयोग

लेसर पल्स एनर्जीचा आकार वेगवेगळ्या क्षेत्रांसाठी त्याची योग्यता ठरवतो. काही सामान्य अनुप्रयोगांमध्ये हे समाविष्ट आहे:

①साहित्य प्रक्रिया:
लेसर वेल्डिंग, कटिंग आणि खोदकाम यामध्ये, कार्यक्षम आणि उच्च-परिशुद्धता प्रक्रिया साध्य करण्यासाठी पल्स एनर्जी अचूकपणे नियंत्रित केली जाऊ शकते. धातूच्या पदार्थांवर प्रक्रिया करण्यासाठी उच्च पल्स एनर्जी योग्य आहे, तर बारीक पृष्ठभागाच्या उपचारांसाठी कमी-ऊर्जा पल्स वापरल्या जातात.

②वैद्यकीय अनुप्रयोग:
वैद्यकीय क्षेत्रात, विशेषतः लेसर शस्त्रक्रिया, त्वचा उपचार आणि नेत्ररोग उपचारांसाठी, स्पंदित लेसर मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. उदाहरणार्थ, उच्च उर्जेसह स्पंदित लेसर रोगग्रस्त ऊती काढून टाकण्यासाठी किंवा डोळ्यांच्या आजारांवर उपचार करण्यासाठी विशिष्ट तरंगलांबी असलेल्या लेसर उर्जेला लहान भागांवर केंद्रित करू शकतात.

③LiDAR आणि रिमोट सेन्सिंग:
अचूक रेंजिंग आणि इमेजिंगसाठी LiDAR तंत्रज्ञान उच्च पल्स एनर्जी लेसरवर अवलंबून असते. पर्यावरणीय देखरेख, स्वायत्त ड्रायव्हिंग आणि ड्रोन देखरेखीमध्ये, पल्स एनर्जीचा आकार थेट LiDAR प्रणालीच्या शोध अंतर आणि रिझोल्यूशनवर परिणाम करतो.

④वैज्ञानिक संशोधन:
भौतिकशास्त्र, रसायनशास्त्र आणि जीवशास्त्रातील प्रयोगांमध्ये स्पंदित लेसर देखील महत्त्वाची भूमिका बजावतात. स्पंदित ऊर्जेचे अचूक नियंत्रण करून, शास्त्रज्ञ उच्च-परिशुद्धता लेसर-प्रेरित स्पेक्ट्रोस्कोपी, कण प्रवेग आणि लेसर शीतकरण संशोधन करू शकतात.

४. नाडीची ऊर्जा वाढवण्याच्या पद्धती

लेसर पल्स एनर्जी वाढवण्याच्या सामान्य पद्धतींमध्ये हे समाविष्ट आहे:

①मध्यम ऑप्टिमायझेशन मिळवा:
योग्य गेन माध्यम निवडून आणि लेसर पोकळीची रचना अनुकूल करून, लेसरची आउटपुट ऊर्जा वाढवता येते.

②मल्टी-स्टेज लेसर अॅम्प्लिफिकेशन:
मल्टी-स्टेज अॅम्प्लिफायर्स वेगवेगळ्या अनुप्रयोगांच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी लेसरची पल्स एनर्जी हळूहळू वाढवू शकतात.

③ड्राइव्ह करंट किंवा पल्स रुंदी वाढवणे:
लेसरचा ड्राइव्ह करंट किंवा पल्स रुंदी समायोजित केल्याने जास्त पल्स एनर्जी मिळू शकते.

④पल्स कॉम्प्रेशन तंत्रज्ञान:
पल्स कॉम्प्रेशन तंत्रांचा वापर करून, पल्सचा कालावधी कमी केला जाऊ शकतो, त्याची कमाल शक्ती वाढवता येते आणि कमी वेळेत अधिक ऊर्जा सोडता येते.

५. निष्कर्ष

लेसर पल्स एनर्जी हा एक महत्त्वाचा घटक आहे जो विविध क्षेत्रात लेसरच्या कामगिरीवर आणि वापरावर थेट परिणाम करतो. लेसर तंत्रज्ञानातील सततच्या प्रगतीसह, अनेक उद्योगांमध्ये स्पंदित लेसरचे व्यापक उपयोग होतील. अचूक मशीनिंगपासून ते रिमोट सेन्सिंग आणि वैद्यकीय उपचारांपर्यंत, स्पंदित लेसरचे उच्च ऊर्जा उत्पादन नवीन शक्यता उघडते. स्पंदित उर्जेच्या मूलभूत संकल्पना आणि त्याचे परिणाम करणारे घटक समजून घेतल्यास लेसर प्रणाली डिझाइन करताना आणि वापरताना अधिक वैज्ञानिक निवडी करण्यास मदत होऊ शकते.