लेजर के सिद्धांत और प्रकार

के सिद्धांत एवं प्रकारलेज़र
लेजर क्या है?
लेजर (विकिरण के उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा प्रकाश प्रवर्धन); बेहतर विचार प्राप्त करने के लिए, नीचे दी गई छवि पर एक नज़र डालें:

उच्च ऊर्जा स्तर पर एक परमाणु स्वतः ही निम्न ऊर्जा स्तर पर परिवर्तित हो जाता है और एक फोटॉन उत्सर्जित करता है, इस प्रक्रिया को सहज विकिरण कहा जाता है।
लोकप्रिय को इस प्रकार समझा जा सकता है: जमीन पर एक गेंद इसकी सबसे उपयुक्त स्थिति होती है, जब गेंद को बाहरी बल (जिसे पंपिंग कहा जाता है) द्वारा हवा में धकेला जाता है, जिस क्षण बाहरी बल गायब हो जाता है, गेंद उच्च ऊंचाई से गिरती है, और मुक्त हो जाती है ऊर्जा की एक निश्चित मात्रा. यदि गेंद एक विशिष्ट परमाणु है, तो वह परमाणु संक्रमण के दौरान एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य का एक फोटॉन उत्सर्जित करता है।

लेजर का वर्गीकरण
लोगों ने लेज़र उत्पादन के सिद्धांत में महारत हासिल कर ली है, लेज़र के विभिन्न रूपों को विकसित करना शुरू कर दिया है, यदि लेज़र की कार्यशील सामग्री को वर्गीकृत करने के अनुसार, गैस लेज़र, ठोस लेज़र, अर्धचालक लेज़र, आदि में विभाजित किया जा सकता है।
1, गैस लेजर वर्गीकरण: परमाणु, अणु, आयन;
गैस लेजर का कार्यशील पदार्थ गैस या धातु वाष्प है, जो लेजर आउटपुट की एक विस्तृत तरंग दैर्ध्य रेंज की विशेषता है। सबसे आम एक CO2 लेजर है, जिसमें विद्युत निर्वहन के उत्तेजना द्वारा 10.6um का इन्फ्रारेड लेजर उत्पन्न करने के लिए CO2 का उपयोग एक कार्यशील पदार्थ के रूप में किया जाता है।
क्योंकि गैस लेजर का कार्यशील पदार्थ गैस है, लेजर की समग्र संरचना बहुत बड़ी है, और गैस लेजर का आउटपुट तरंग दैर्ध्य बहुत लंबा है, सामग्री प्रसंस्करण प्रदर्शन अच्छा नहीं है। इसलिए, गैस लेजर को जल्द ही बाजार से हटा दिया गया, और इसका उपयोग केवल कुछ विशिष्ट क्षेत्रों में किया गया, जैसे कि कुछ प्लास्टिक भागों की लेजर मार्किंग।
2, ठोस लेजरवर्गीकरण: रूबी, एनडी: YAG, आदि;
सॉलिड स्टेट लेजर की कार्यशील सामग्री रूबी, नियोडिमियम ग्लास, येट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट (YAG), आदि है, जो मैट्रिक्स के रूप में सामग्री के क्रिस्टल या ग्लास में समान रूप से शामिल आयनों की एक छोटी मात्रा है, जिन्हें सक्रिय आयन कहा जाता है।
सॉलिड-स्टेट लेज़र एक कार्यशील पदार्थ, एक पंपिंग सिस्टम, एक रेज़ोनेटर और एक कूलिंग और फ़िल्टरिंग सिस्टम से बना होता है। नीचे दी गई छवि के बीच में काला वर्ग एक लेज़र क्रिस्टल है, जो हल्के रंग के पारदर्शी ग्लास जैसा दिखता है और इसमें दुर्लभ पृथ्वी धातुओं से मिश्रित एक पारदर्शी क्रिस्टल होता है। यह दुर्लभ पृथ्वी धातु परमाणु की विशेष संरचना है जो एक प्रकाश स्रोत द्वारा प्रकाशित होने पर एक कण जनसंख्या व्युत्क्रम बनाता है (बस समझें कि जमीन पर कई गेंदें हवा में धकेल दी जाती हैं), और फिर कणों के संक्रमण होने पर फोटॉन उत्सर्जित करती हैं, और जब फोटॉन की संख्या पर्याप्त है, लेजर का निर्माण। यह सुनिश्चित करने के लिए कि उत्सर्जित लेजर एक दिशा में आउटपुट है, पूर्ण दर्पण (बाएं लेंस) और अर्ध-परावर्तक आउटपुट दर्पण (दायां लेंस) हैं। जब लेज़र आउटपुट होता है और फिर एक निश्चित ऑप्टिकल डिज़ाइन के माध्यम से, लेज़र ऊर्जा का निर्माण होता है।

3, अर्धचालक लेजर
जब सेमीकंडक्टर लेजर की बात आती है, तो इसे बस एक फोटोडायोड के रूप में समझा जा सकता है, डायोड में एक पीएन जंक्शन होता है, और जब एक निश्चित करंट जोड़ा जाता है, तो सेमीकंडक्टर में इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण फोटॉन जारी करने के लिए बनता है, जिसके परिणामस्वरूप लेजर बनता है। जब अर्धचालक द्वारा जारी लेजर ऊर्जा छोटी होती है, तो कम-शक्ति अर्धचालक उपकरण का उपयोग पंप स्रोत (उत्तेजना स्रोत) के रूप में किया जा सकता हैफाइबर लेजर, तो फाइबर लेजर बनता है। यदि सेमीकंडक्टर लेजर की शक्ति को इस हद तक बढ़ा दिया जाए कि इसे सीधे सामग्री को संसाधित करने के लिए आउटपुट किया जा सके, तो यह प्रत्यक्ष सेमीकंडक्टर लेजर बन जाता है। वर्तमान में, बाजार में प्रत्यक्ष अर्धचालक लेजर 10,000-वाट स्तर तक पहुंच गए हैं।

उपरोक्त कई लेज़रों के अलावा, लोगों ने तरल लेज़रों का भी आविष्कार किया है, जिन्हें ईंधन लेज़र के रूप में भी जाना जाता है। तरल लेज़र ठोस की तुलना में आयतन और कार्यशील पदार्थ में अधिक जटिल होते हैं और इनका उपयोग शायद ही कभी किया जाता है।