लेसरच्या कार्याचे मूलभूत तत्व

लेसरचे मूलभूत कार्य तत्व (रेडिएशनच्या उत्तेजित उत्सर्जनाद्वारे प्रकाश प्रवर्धन) प्रकाशाच्या उत्तेजित उत्सर्जनाच्या घटनेवर आधारित आहे. अचूक डिझाइन आणि रचनांच्या मालिकेद्वारे, लेसर उच्च सुसंगतता, एकरंगीपणा आणि चमक असलेले बीम तयार करतात. लेसरचा वापर आधुनिक तंत्रज्ञानात मोठ्या प्रमाणावर केला जातो, ज्यामध्ये संप्रेषण, औषध, उत्पादन, मापन आणि वैज्ञानिक संशोधन यासारख्या क्षेत्रांचा समावेश आहे. त्यांची उच्च कार्यक्षमता आणि अचूक नियंत्रण वैशिष्ट्ये त्यांना अनेक तंत्रज्ञानाचा मुख्य घटक बनवतात. खाली लेसरच्या कार्य तत्त्वांचे आणि विविध प्रकारच्या लेसरच्या यंत्रणेचे तपशीलवार स्पष्टीकरण दिले आहे.

१. उत्तेजित उत्सर्जन

उत्तेजित उत्सर्जनलेसर जनरेशनमागील मूलभूत तत्व हे आइन्स्टाईन यांनी १९१७ मध्ये प्रथम मांडले होते. प्रकाश आणि उत्तेजित-अवस्थेतील पदार्थ यांच्यातील परस्परसंवादातून अधिक सुसंगत फोटॉन कसे तयार होतात याचे हे इंद्रियगोचर वर्णन करते. उत्तेजित उत्सर्जन अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यासाठी, उत्स्फूर्त उत्सर्जनाने सुरुवात करूया:

उत्स्फूर्त उत्सर्जन: अणू, रेणू किंवा इतर सूक्ष्म कणांमध्ये, इलेक्ट्रॉन बाह्य ऊर्जा (जसे की विद्युत किंवा प्रकाशीय ऊर्जा) शोषून घेऊ शकतात आणि उत्तेजित अवस्था म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या उच्च ऊर्जा पातळीवर संक्रमण करू शकतात. तथापि, उत्तेजित अवस्था इलेक्ट्रॉन अस्थिर असतात आणि अखेरीस थोड्या कालावधीनंतर कमी ऊर्जा पातळीवर परत येतात, ज्याला ग्राउंड स्टेट म्हणतात. या प्रक्रियेदरम्यान, इलेक्ट्रॉन एक फोटॉन सोडतो, जो उत्स्फूर्त उत्सर्जन असतो. असे फोटॉन वारंवारता, अवस्था आणि दिशा या दृष्टीने यादृच्छिक असतात आणि त्यामुळे त्यांच्यात सुसंगतता नसते.

उत्तेजित उत्सर्जन: उत्तेजित उत्सर्जनाची गुरुकिल्ली अशी आहे की जेव्हा उत्तेजित अवस्थेतील इलेक्ट्रॉन त्याच्या संक्रमण उर्जेशी जुळणारी ऊर्जा असलेल्या फोटॉनला भेटतो, तेव्हा फोटॉन नवीन फोटॉन सोडताना इलेक्ट्रॉनला जमिनीच्या स्थितीत परत येण्यास प्रवृत्त करू शकतो. नवीन फोटॉन वारंवारता, अवस्था आणि प्रसार दिशा या बाबतीत मूळ फोटॉनसारखाच असतो, ज्यामुळे सुसंगत प्रकाश मिळतो. ही घटना फोटॉनची संख्या आणि ऊर्जा लक्षणीयरीत्या वाढवते आणि लेसरची मुख्य यंत्रणा आहे.

उत्तेजित उत्सर्जनाचा सकारात्मक अभिप्राय परिणाम: लेसरच्या डिझाइनमध्ये, उत्तेजित उत्सर्जन प्रक्रिया अनेक वेळा पुनरावृत्ती केली जाते आणि या सकारात्मक अभिप्राय परिणामामुळे फोटॉनची संख्या घातांकीयरित्या वाढू शकते. रेझोनंट पोकळीच्या मदतीने, फोटॉनची सुसंगतता राखली जाते आणि प्रकाश किरणाची तीव्रता सतत वाढते.

२. मध्यम मिळवा

दमध्यम मिळवालेसरमधील मुख्य पदार्थ म्हणजे फोटॉनचे प्रवर्धन आणि लेसर आउटपुट निश्चित करणे. उत्तेजित उत्सर्जनासाठी हा भौतिक आधार आहे आणि त्याचे गुणधर्म लेसरची वारंवारता, तरंगलांबी आणि आउटपुट पॉवर निश्चित करतात. गेन माध्यमाचा प्रकार आणि वैशिष्ट्ये लेसरच्या अनुप्रयोगावर आणि कार्यक्षमतेवर थेट परिणाम करतात.

उत्तेजन यंत्रणा: बाह्य ऊर्जा स्रोताद्वारे वाढीव माध्यमातील इलेक्ट्रॉनांना उच्च ऊर्जा पातळीपर्यंत उत्तेजित करणे आवश्यक आहे. ही प्रक्रिया सहसा बाह्य ऊर्जा पुरवठा प्रणालींद्वारे साध्य केली जाते. सामान्य उत्तेजित करण्याच्या यंत्रणेमध्ये हे समाविष्ट आहे:

इलेक्ट्रिकल पंपिंग: विद्युत प्रवाह वापरून गेन माध्यमातील इलेक्ट्रॉनांना उत्तेजित करणे.

ऑप्टिकल पंपिंग: प्रकाश स्रोताने (जसे की फ्लॅश लॅम्प किंवा इतर लेसर) माध्यमाला उत्तेजित करणे.

ऊर्जा पातळी प्रणाली: लाभ माध्यमातील इलेक्ट्रॉन सामान्यतः विशिष्ट ऊर्जा पातळींमध्ये वितरीत केले जातात. सर्वात सामान्य म्हणजेदोन-स्तरीय प्रणालीआणिचार-स्तरीय प्रणाली. एका साध्या दोन-स्तरीय प्रणालीमध्ये, इलेक्ट्रॉन जमिनीच्या अवस्थेतून उत्तेजित अवस्थेत संक्रमण करतात आणि नंतर उत्तेजित उत्सर्जनाद्वारे जमिनीच्या स्थितीत परत येतात. चार-स्तरीय प्रणालीमध्ये, इलेक्ट्रॉन वेगवेगळ्या ऊर्जा पातळींमध्ये अधिक जटिल संक्रमणांमधून जातात, ज्यामुळे बहुतेकदा उच्च कार्यक्षमता मिळते.

गेन मीडियाचे प्रकार:

गॅस गेन मध्यम: उदाहरणार्थ, हेलियम-निऑन (हे-ने) लेसर. गॅस गेन मीडिया त्यांच्या स्थिर आउटपुट आणि स्थिर तरंगलांबीसाठी ओळखले जातात आणि प्रयोगशाळांमध्ये मानक प्रकाश स्रोत म्हणून मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.

लिक्विड गेन मीडियम: उदाहरणार्थ, डाई लेसर. डाई रेणूंमध्ये वेगवेगळ्या तरंगलांबींमध्ये चांगले उत्तेजन गुणधर्म असतात, ज्यामुळे ते ट्यून करण्यायोग्य लेसरसाठी आदर्श बनतात.

सॉलिड गेन मीडियम: उदाहरणार्थ, एनडी (नियोडायमियम-डोपेड यट्रियम अॅल्युमिनियम गार्नेट) लेसर. हे लेसर अत्यंत कार्यक्षम आणि शक्तिशाली आहेत आणि औद्योगिक कटिंग, वेल्डिंग आणि वैद्यकीय अनुप्रयोगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.

सेमीकंडक्टर गेन मीडियम: उदाहरणार्थ, गॅलियम आर्सेनाइड (GaAs) पदार्थांचा वापर लेसर डायोड सारख्या संप्रेषण आणि ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जातो.

३. रेझोनेटर पोकळी

दरेझोनेटर पोकळीहा लेसरमधील एक संरचनात्मक घटक आहे जो अभिप्राय आणि प्रवर्धनासाठी वापरला जातो. त्याचे मुख्य कार्य म्हणजे उत्तेजित उत्सर्जनाद्वारे उत्पादित फोटॉनची संख्या वाढवणे आणि त्यांना पोकळीच्या आत परावर्तित करणे आणि प्रवर्धन करणे, अशा प्रकारे एक मजबूत आणि केंद्रित लेसर आउटपुट निर्माण करणे.

रेझोनेटर पोकळीची रचना: यात सहसा दोन समांतर आरसे असतात. एक पूर्णपणे परावर्तित करणारा आरसा असतो, ज्यालामागचा आरसा, आणि दुसरा अंशतः परावर्तित आरसा आहे, ज्याला म्हणतातआउटपुट मिरर. फोटॉन पोकळीत पुढे-मागे परावर्तित होतात आणि लाभ माध्यमाशी संवाद साधून ते प्रवर्धित होतात.

अनुनाद स्थिती: रेझोनेटर पोकळीच्या रचनेत काही अटी पूर्ण केल्या पाहिजेत, जसे की पोकळीच्या आत फोटॉन स्थिर लाटा तयार करतात याची खात्री करणे. यासाठी पोकळीची लांबी लेसर तरंगलांबीच्या गुणाकार असणे आवश्यक आहे. या अटी पूर्ण करणाऱ्या प्रकाश लाटाच पोकळीच्या आत प्रभावीपणे वाढवता येतात.

आउटपुट बीम: अंशतः परावर्तित करणारा आरसा प्रवर्धित प्रकाश किरणाचा एक भाग त्यातून जाऊ देतो, ज्यामुळे लेसरचा आउटपुट बीम तयार होतो. या किरणात उच्च दिशात्मकता, सुसंगतता आणि एकरंगीपणा आहे..

जर तुम्हाला अधिक जाणून घ्यायचे असेल किंवा लेसरमध्ये रस असेल तर कृपया आमच्याशी संपर्क साधा:

लुमिस्पॉट

पत्ता: इमारत ४ #, क्रमांक ९९ फुरोंग ३रा रस्ता, झिशान जिल्हा वूशी, २१४०००, चीन

दूरध्वनी: + ८६-०५१० ८७३८१८०८.

मोबाईल: + ८६-१५०७२३२०९२२

Email: sales@lumispot.cn

वेबसाइट: www.lumispot-tech.com