लेसरच्या कार्याचे मूलभूत तत्त्व

लेसरचे मूलभूत कार्य तत्त्व (किरणोत्सर्गाच्या उत्तेजित उत्सर्जनाद्वारे प्रकाश प्रवर्धन) प्रकाशाच्या उत्तेजित उत्सर्जनाच्या घटनेवर आधारित आहे. अचूक डिझाईन्स आणि संरचनांच्या मालिकेद्वारे, लेसर उच्च सुसंगतता, एकरंगीपणा आणि चमक असलेले बीम तयार करतात. आधुनिक तंत्रज्ञानामध्ये लेझरचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो, ज्यामध्ये संप्रेषण, औषध, उत्पादन, मोजमाप आणि वैज्ञानिक संशोधन यासारख्या क्षेत्रांचा समावेश होतो. त्यांची उच्च कार्यक्षमता आणि अचूक नियंत्रण वैशिष्ट्ये त्यांना अनेक तंत्रज्ञानाचा मुख्य घटक बनवतात. खाली लेसरच्या कामाच्या तत्त्वांचे आणि लेसरच्या विविध प्रकारच्या यंत्रणांचे तपशीलवार स्पष्टीकरण दिले आहे.

1. उत्तेजित उत्सर्जन

उत्तेजित उत्सर्जन1917 मध्ये आइन्स्टाईनने प्रथम प्रस्तावित केलेल्या लेसर जनरेशनमागील मूलभूत तत्त्व आहे. ही घटना प्रकाश आणि उत्तेजित-अवस्थेतील पदार्थ यांच्यातील परस्परसंवादातून अधिक सुसंगत फोटॉन कसे तयार होते याचे 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 ऑप्टिकल ऊर्जा) शोषून घेऊ शकतात आणि उत्तेजित स्थिती म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या उच्च ऊर्जा स्तरावर संक्रमण करू शकतात. तथापि, उत्तेजित-अवस्थेचे इलेक्ट्रॉन अस्थिर असतात आणि कालांतराने थोड्या कालावधीनंतर, ग्राउंड स्टेट म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या खालच्या ऊर्जा स्तरावर परत येतात. या प्रक्रियेदरम्यान, इलेक्ट्रॉन एक फोटॉन सोडतो, जो उत्स्फूर्त उत्सर्जन आहे. असे फोटॉन वारंवारता, टप्पा आणि दिशेच्या दृष्टीने यादृच्छिक असतात आणि त्यामुळे सुसंगततेचा अभाव असतो.

उत्तेजित उत्सर्जन: उत्तेजित उत्सर्जनाची गुरुकिल्ली अशी आहे की जेव्हा उत्तेजित-स्थिती इलेक्ट्रॉन त्याच्या संक्रमण उर्जेशी जुळणारी उर्जा असलेल्या फोटॉनला भेटतो, तेव्हा फोटोन नवीन फोटॉन सोडताना इलेक्ट्रॉनला जमिनीवर परत येण्यास प्रवृत्त करू शकतो. नवीन फोटॉन फ्रिक्वेंसी, टप्पा आणि प्रसार दिशेच्या बाबतीत मूळ फोटोसारखाच आहे, परिणामी सुसंगत प्रकाश होतो. ही घटना फोटॉनची संख्या आणि उर्जा लक्षणीयरीत्या वाढवते आणि लेसरची मुख्य यंत्रणा आहे.

उत्तेजित उत्सर्जनाचा सकारात्मक अभिप्राय प्रभाव: लेसरच्या डिझाइनमध्ये, उत्तेजित उत्सर्जन प्रक्रिया अनेक वेळा पुनरावृत्ती होते आणि या सकारात्मक अभिप्राय परिणामामुळे फोटॉनची संख्या वेगाने वाढू शकते. रेझोनंट पोकळीच्या मदतीने, फोटॉनची सुसंगतता राखली जाते आणि प्रकाश बीमची तीव्रता सतत वाढते.

2. मध्यम मिळवा

दमध्यम मिळवालेसरमधील मुख्य सामग्री आहे जी फोटॉनचे प्रवर्धन आणि लेसर आउटपुट निर्धारित करते. उत्तेजित उत्सर्जनासाठी हा भौतिक आधार आहे आणि त्याचे गुणधर्म लेसरची वारंवारता, तरंगलांबी आणि आउटपुट पॉवर निर्धारित करतात. लाभ माध्यमाचा प्रकार आणि वैशिष्ट्ये लेसरच्या अनुप्रयोगावर आणि कार्यक्षमतेवर थेट परिणाम करतात.

उत्तेजनाची यंत्रणा: लाभाच्या माध्यमातील इलेक्ट्रॉन्सना बाह्य उर्जा स्त्रोताद्वारे उच्च ऊर्जा पातळीपर्यंत उत्तेजित करणे आवश्यक आहे. ही प्रक्रिया सहसा बाह्य ऊर्जा पुरवठा प्रणालीद्वारे प्राप्त केली जाते. उत्तेजित होण्याच्या सामान्य यंत्रणेमध्ये हे समाविष्ट आहे:

इलेक्ट्रिकल पंपिंग: विद्युत प्रवाह लागू करून लाभ माध्यमातील इलेक्ट्रॉनला उत्तेजित करणे.

ऑप्टिकल पंपिंग: प्रकाश स्रोत (जसे की फ्लॅश दिवा किंवा दुसरा लेसर) असलेले माध्यम रोमांचक.

ऊर्जा पातळी प्रणाली: लाभाच्या माध्यमातील इलेक्ट्रॉन्स विशेषत: विशिष्ट ऊर्जा स्तरांमध्ये वितरीत केले जातात. सर्वात सामान्य आहेतदोन-स्तरीय प्रणालीआणिचार-स्तरीय प्रणाली. एका साध्या द्वि-स्तरीय प्रणालीमध्ये, इलेक्ट्रॉन ग्राउंड स्टेटमधून उत्तेजित अवस्थेत संक्रमण करतात आणि नंतर उत्तेजित उत्सर्जनाद्वारे जमिनीवर परत येतात. चार-स्तरीय प्रणालीमध्ये, इलेक्ट्रॉन विविध ऊर्जा स्तरांदरम्यान अधिक जटिल संक्रमणांमधून जातात, ज्यामुळे बऱ्याचदा उच्च कार्यक्षमता येते.

गेन मीडियाचे प्रकार:

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

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

घन लाभ मध्यम: उदाहरणार्थ, Nd(neodymium-doped yttrium aluminium garnet) लेसर. हे लेसर अत्यंत कार्यक्षम आणि शक्तिशाली आहेत आणि औद्योगिक कटिंग, वेल्डिंग आणि वैद्यकीय अनुप्रयोगांमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात.

सेमीकंडक्टर लाभ मध्यम: उदाहरणार्थ, गॅलियम आर्सेनाइड (GaAs) मटेरिअल संप्रेषण आणि ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणे जसे की लेसर डायोडमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.

3. रेझोनेटर पोकळी

दरेझोनेटर पोकळीअभिप्राय आणि प्रवर्धनासाठी वापरल्या जाणाऱ्या लेसरमधील संरचनात्मक घटक आहे. त्याचे मुख्य कार्य उत्तेजित उत्सर्जनाद्वारे तयार केलेल्या फोटॉनची संख्या पोकळीच्या आत परावर्तित करून वाढवणे हे आहे, अशा प्रकारे मजबूत आणि केंद्रित लेसर आउटपुट तयार करणे.

रेझोनेटर पोकळीची रचना: यात सहसा दोन समांतर आरसे असतात. एक पूर्णपणे प्रतिबिंबित करणारा आरसा आहे, ज्याला म्हणून ओळखले जातेमागील आरसा, आणि दुसरा अर्धवट प्रतिबिंबित करणारा आरसा आहे, ज्याला म्हणून ओळखले जातेआउटपुट मिरर. फोटॉन पोकळीत पुढे-पुढे परावर्तित होतात आणि लाभाच्या माध्यमासह परस्परसंवादाद्वारे वाढवले ​​जातात.

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

आउटपुट बीम: अंशतः परावर्तित आरसा प्रवर्धित प्रकाश बीमचा एक भाग पुढे जाण्याची परवानगी देतो, लेसरचा आउटपुट बीम बनवतो. या बीममध्ये उच्च दिशात्मकता, सुसंगतता आणि एकरंगीपणा आहे.

तुम्हाला अधिक जाणून घ्यायचे असल्यास किंवा लेझरमध्ये स्वारस्य असल्यास, कृपया आमच्याशी संपर्क साधा:

Lumispot

पत्ता: बिल्डिंग 4 #, नं.99 फुरोंग 3रा रोड, झिशान जि. वूशी, 214000, चीन

दूरध्वनी: + 86-0510 87381808.

मोबाईल: +86-15072320922

Email: sales@lumispot.cn

वेबसाइट: www.lumispot-tech.com