सॉलिड-स्टेट लेज़रों की "आत्मा" का परिचय

सॉलिड-स्टेट लेज़रों की "आत्मा" का परिचय

मुख्य धाराठोस-अवस्था लेजरसामग्री

किसी भी लेज़र का मूल लेज़र कार्यकारी पदार्थ होता है, और ठोस अवस्था लेज़र का कार्यकारी पदार्थ भी इसी प्रकार का होता है।लेज़रठोस पदार्थ मूलतः ठोस होते हैं। अधिकांश ठोस-अवस्था लेजर माध्यम क्रिस्टल मैट्रिक्स और लेजर गतिविधि वाले डोप्ड परमाणुओं या आयनों से बने होते हैं, जबकि अनाकार (कांच) मैट्रिक्स अपेक्षाकृत दुर्लभ होते हैं। सिरेमिक निर्माण तकनीक में नवीनतम विकास से कम लागत और उच्च गुणवत्ता वाले लेजर पदार्थों के अनुप्रयोग क्षेत्र में उल्लेखनीय विस्तार होने की उम्मीद है, जिन्हें क्रिस्टल पदार्थों की तुलना में कहीं अधिक बड़े आकार में बनाया जा सकता है।

कोर में आमतौर पर उपयोग होने वाली सॉलिड-स्टेट लेजर सामग्री

रूबी: इसकी रासायनिक संरचना क्रोमियम-मिश्रित एल्यूमीनियम ऑक्साइड (Cr:Al₂O₃) है। कृत्रिम रूबी की रासायनिक संरचना रत्न-गुणवत्ता वाली रूबी के समान होती है, लेकिन ये उच्च शुद्धता और गुणवत्ता की होती हैं। ये गुलाबी रंग की होती हैं और इनकी लेजर तरंगदैर्ध्य 694.3 नैनोमीटर होती है।

2. नियोडिमियम-मिश्रित यट्रियम एल्युमिनियम गार्नेट (Nd:YAG): यह एक कृत्रिम क्रिस्टल है, जिसकी लेजर तरंगदैर्ध्य 1064 नैनोमीटर है। यह निकट-अवरक्त प्रकाश की श्रेणी में आता है और पूरी तरह से अदृश्य है, इसलिए आंखों के लिए असुरक्षित नहीं है। Nd:YAG वर्तमान में सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला ठोस-अवस्था लेजर पदार्थ है, जो रूबी से कहीं अधिक है। इसका मुख्य कारण यह है कि इसकी लेजर थ्रेशोल्ड कम है और समान इनपुट ऊर्जा पर यह उच्च आउटपुट ऊर्जा प्राप्त कर सकता है।

3. नियोडिमियम-डॉप्ड यट्रियम वैनेडेट (Nd:YVO₄): इसे अक्सर संक्षेप में "वैनेडेट" कहा जाता है। इसके बड़े स्टिमुलेटेड एमिशन क्रॉस-सेक्शन, कम लेजर थ्रेशोल्ड और ध्रुवीकृत आउटपुट विशेषताओं के कारण यह कम से मध्यम शक्ति (कई वाट तक) वाले डायोड-पंप सॉलिड-स्टेट लेजरों के लिए पसंदीदा सामग्री बन गया है। इसकी परिचालन तरंगदैर्ध्य 1064 नैनोमीटर और 1340 नैनोमीटर हैं, और आवृत्ति दोहरीकरण के बाद, यह 532 नैनोमीटर और 670 नैनोमीटर तरंगदैर्ध्य वाले लेजर उत्पन्न कर सकता है।

4. नियोडिमियम-डॉप्ड ग्लास (Nd:ग्लास): अनाकार ग्लास को मैट्रिक्स के रूप में उपयोग करके, इसके लेजर गुण Nd:YAG के समान होते हैं। इसकी मुख्य कमी यह है कि इसकी तापीय चालकता अपेक्षाकृत कम होती है, जो क्रिस्टल की तुलना में केवल 1/10 होती है, जिससे उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों में इसे ठंडा करना मुश्किल हो जाता है। हालांकि, इसका लाभ यह है कि इसे एक फुट से अधिक व्यास वाले लेजर मीडिया में बनाया जा सकता है, जिससे ऊर्जा घनत्व को प्रभावी ढंग से नियंत्रित किया जा सकता है और किलो जूल स्तर पर ऑप्टिकल घटकों को नुकसान से बचाया जा सकता है।स्पंदित लेजरऔर इसकी लागत अपेक्षाकृत कम है।

अन्य महत्वपूर्ण सॉलिड-स्टेट लेजर सामग्री में एर्बियम-मिश्रित सामग्री शामिल हैं: एर्बियम-मिश्रित यट्रियम एल्युमीनियम गार्नेट (Er:YAG, आउटपुट तरंगदैर्ध्य 2940 नैनोमीटर) और एर्बियम-मिश्रित ग्लास (Er:Glass, आउटपुट तरंगदैर्ध्य 1540 नैनोमीटर)। होल्मियम-मिश्रित सामग्री में होल्मियम-मिश्रित यट्रियम एल्युमीनियम गार्नेट (Ho:YAG), होल्मियम-मिश्रित लिथियम यट्रियम फ्लोराइड (Ho:YLF) और होल्मियम-मिश्रित ग्लास (Ho:Glass, आउटपुट तरंगदैर्ध्य 2000 से 2100 नैनोमीटर) शामिल हैं। थूलियम-मिश्रित पदार्थ: इनमें थूलियम-मिश्रित यट्रियम एल्युमीनियम गार्नेट (Tm:YAG), थूलियम-मिश्रित ल्यूटेटियम एल्युमीनियम गार्नेट (Tm:LuAG), और थूलियम-होल्मियम सह-मिश्रित लिथियम यट्रियम फ्लोराइड (Tm,Ho:YLF, आउटपुट तरंगदैर्ध्य 2000 से 2030 नैनोमीटर) शामिल हैं। यटरबियम-मिश्रित पदार्थ: जैसे यटरबियम-मिश्रित पोटेशियम गैडोलिनियम टंगस्टेट (Yb:KGW, आउटपुट तरंगदैर्ध्य 1025 से 1045 नैनोमीटर)। एलेक्जेंड्राइट (आउटपुट तरंगदैर्ध्य 655 से 815 नैनोमीटर)। टाइटेनियम-मिश्रित नीलम (Ti:Sapphire, आउटपुट तरंगदैर्ध्य 840 से 1100 नैनोमीटर)।