लेजर प्रणाली के बुनियादी मापदंड

बुनियादी मापदंडलेजर प्रणाली

पदार्थ प्रसंस्करण, लेजर सर्जरी और रिमोट सेंसिंग जैसे अनेक अनुप्रयोग क्षेत्रों में, हालांकि कई प्रकार के लेजर सिस्टम मौजूद हैं, फिर भी उनमें कुछ मूलभूत पैरामीटर समान होते हैं। एक एकीकृत पैरामीटर शब्दावली प्रणाली स्थापित करने से अभिव्यक्ति में भ्रम से बचा जा सकता है और उपयोगकर्ताओं को लेजर सिस्टम और घटकों का अधिक सटीक चयन और विन्यास करने में सहायता मिल सकती है, जिससे विशिष्ट परिस्थितियों की आवश्यकताओं को पूरा किया जा सके।

बुनियादी मापदंड

तरंगदैर्घ्य (सामान्य इकाइयाँ: एनएम से माइक्रोमीटर)

तरंगदैर्घ्य अंतरिक्ष में लेजर द्वारा उत्सर्जित प्रकाश तरंगों की आवृत्ति विशेषताओं को दर्शाती है। विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यों में तरंगदैर्घ्यों के लिए अलग-अलग आवश्यकताएं होती हैं: पदार्थ प्रसंस्करण में, विशिष्ट तरंगदैर्घ्यों के लिए पदार्थों की अवशोषण दर भिन्न होती है, जो प्रसंस्करण प्रभाव को प्रभावित करती है। रिमोट सेंसिंग अनुप्रयोगों में, वायुमंडल द्वारा विभिन्न तरंगदैर्घ्यों के अवशोषण और व्यतिकरण में अंतर होता है। चिकित्सा अनुप्रयोगों में, विभिन्न त्वचा के रंगों वाले लोगों द्वारा लेजर का अवशोषण भी तरंगदैर्घ्य पर निर्भर करता है। छोटे केंद्रित बिंदु के कारण, कम तरंगदैर्घ्य वाले लेजर औरलेजर ऑप्टिकल उपकरणछोटे और सटीक आकार बनाने में इनका एक फायदा यह है कि इनसे परिधीय ताप बहुत कम उत्पन्न होता है। हालांकि, लंबी तरंगदैर्ध्य वाले लेज़रों की तुलना में ये आमतौर पर अधिक महंगे होते हैं और इनके क्षतिग्रस्त होने की संभावना भी अधिक होती है।

2. शक्ति और ऊर्जा (सामान्य इकाइयाँ: W या J)

लेजर की शक्ति को आमतौर पर वाट (W) में मापा जाता है और इसका उपयोग निरंतर लेजर के आउटपुट या स्पंदित लेजर की औसत शक्ति को मापने के लिए किया जाता है। स्पंदित लेजर के मामले में, एक स्पंद की ऊर्जा औसत शक्ति के सीधे समानुपाती और पुनरावृति आवृत्ति के व्युत्क्रमानुपाती होती है, जिसकी इकाई जूल (J) है। शक्ति या ऊर्जा जितनी अधिक होगी, लेजर की लागत उतनी ही अधिक होगी, ऊष्मा अपव्यय की आवश्यकता उतनी ही अधिक होगी, और बीम की गुणवत्ता बनाए रखना भी उतना ही कठिन हो जाएगा।

पल्स ऊर्जा = औसत शक्ति पुनरावृति दर पल्स ऊर्जा = औसत शक्ति पुनरावृति दर

3. नाड़ी की अवधि (सामान्य इकाइयाँ: fs से ms तक)

लेजर पल्स की अवधि, जिसे पल्स चौड़ाई भी कहा जाता है, को आम तौर पर उस समय के रूप में परिभाषित किया जाता है जो किसी लेजर पल्स को पूरी तरह से नष्ट होने में लगता है।लेज़रअपनी चरम सीमा के आधे तक शक्ति बढ़ाने के लिए (FWHM) (चित्र 1)। अल्ट्राफास्ट लेज़रों की पल्स चौड़ाई अत्यंत छोटी होती है, जो आमतौर पर पिकोसेकंड (10⁻¹² सेकंड) से लेकर एटोसेकंड (10⁻¹⁸ सेकंड) तक होती है।

4. पुनरावृति दर (सामान्य इकाइयाँ: हर्ट्ज़ से मेगाहर्ट्ज तक)

किसी चीज़ की पुनरावृत्ति दरस्पंदित लेजरपल्स पुनरावृति आवृत्ति (यानी, पल्स पुनरावृति आवृत्ति) प्रति सेकंड उत्सर्जित पल्सों की संख्या को दर्शाती है, जो कि टाइमिंग पल्स अंतराल का व्युत्क्रम है (चित्र 1)। जैसा कि पहले बताया गया है, पुनरावृति दर पल्स ऊर्जा के व्युत्क्रमानुपाती और औसत शक्ति के समांतरानुपाती होती है। यद्यपि पुनरावृति दर आमतौर पर लेजर गेन माध्यम पर निर्भर करती है, कई मामलों में यह भिन्न हो सकती है। पुनरावृति दर जितनी अधिक होगी, लेजर ऑप्टिकल तत्व की सतह और अंतिम केंद्रित बिंदु का तापीय विश्राम समय उतना ही कम होगा, जिससे पदार्थ तेजी से गर्म हो सकेगा।

5. सुसंगति लंबाई (सामान्य इकाइयाँ: मिमी से सेमी)

लेज़रों में सुसंगति होती है, जिसका अर्थ है कि विभिन्न समयों या स्थितियों पर विद्युत क्षेत्र के चरण मानों के बीच एक निश्चित संबंध होता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि लेज़र उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा उत्पन्न होते हैं, जो अधिकांश अन्य प्रकार के प्रकाश स्रोतों से भिन्न है। संपूर्ण संचरण प्रक्रिया के दौरान, सुसंगति धीरे-धीरे कमजोर होती जाती है, और लेज़र की सुसंगति लंबाई वह दूरी निर्धारित करती है जिस पर इसकी लौकिक सुसंगति एक निश्चित स्तर बनाए रखती है।

6. ध्रुवीकरण

ध्रुवीकरण प्रकाश तरंगों के विद्युत क्षेत्र की दिशा को परिभाषित करता है, जो हमेशा संचरण की दिशा के लंबवत होती है। अधिकांश मामलों में, लेज़र रैखिक रूप से ध्रुवीकृत होते हैं, जिसका अर्थ है कि उत्सर्जित विद्युत क्षेत्र हमेशा एक ही दिशा में इंगित करता है। अध्रुवीकृत प्रकाश कई अलग-अलग दिशाओं में इंगित करने वाले विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करता है। ध्रुवीकरण की डिग्री को आमतौर पर दो लंबवत ध्रुवीकरण स्थितियों की प्रकाशीय शक्ति के अनुपात के रूप में व्यक्त किया जाता है, जैसे 100:1 या 500:1।