लेज़र के सिद्धांत और प्रकार

सिद्धांत और प्रकारलेज़र
लेज़र 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 स्थित एक परमाणु स्वतः ही निम्न ऊर्जा स्तर पर परिवर्तित हो जाता है और एक फोटॉन उत्सर्जित करता है, इस प्रक्रिया को स्वतः विकिरण कहा जाता है।
लोकप्रिय को इस प्रकार समझा जा सकता है: ज़मीन पर पड़ी गेंद अपनी सबसे उपयुक्त स्थिति में होती है, जब गेंद को बाहरी बल (जिसे पम्पिंग कहते हैं) द्वारा हवा में धकेला जाता है, और जैसे ही बाहरी बल समाप्त होता है, गेंद ऊँचाई से गिरती है और एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा मुक्त करती है। यदि गेंद एक विशिष्ट परमाणु है, तो वह परमाणु संक्रमण के दौरान एक विशिष्ट तरंगदैर्ध्य का एक फोटॉन उत्सर्जित करता है।

लेज़रों का वर्गीकरण
लोगों ने लेजर पीढ़ी के सिद्धांत में महारत हासिल कर ली है, लेजर के विभिन्न रूपों को विकसित करना शुरू कर दिया है, अगर लेजर काम करने वाली सामग्री के अनुसार वर्गीकृत किया जाए, तो गैस लेजर, ठोस लेजर, अर्धचालक लेजर, आदि में विभाजित किया जा सकता है।
1, गैस लेजर वर्गीकरण: परमाणु, अणु, आयन;
गैस लेज़र का कार्यशील पदार्थ गैस या धातु वाष्प होता है, जिसकी विशेषता लेज़र आउटपुट की विस्तृत तरंगदैर्ध्य रेंज होती है। सबसे आम CO2 लेज़र है, जिसमें विद्युत निर्वहन के उत्तेजना द्वारा 10.6 माइक्रोन का अवरक्त लेज़र उत्पन्न करने के लिए CO2 को कार्यशील पदार्थ के रूप में उपयोग किया जाता है।
चूँकि गैस लेज़र का कार्यशील पदार्थ गैस है, लेज़र की समग्र संरचना बहुत बड़ी है, और गैस लेज़र की आउटपुट तरंगदैर्ध्य बहुत लंबी है, इसलिए सामग्री प्रसंस्करण प्रदर्शन अच्छा नहीं है। इसलिए, गैस लेज़रों को जल्द ही बाजार से हटा दिया गया, और केवल कुछ विशिष्ट क्षेत्रों में ही उपयोग किया जाने लगा, जैसे कि कुछ प्लास्टिक भागों की लेज़र मार्किंग।
2, ठोस लेज़रवर्गीकरण: रूबी, एनडी: वाईएजी, आदि;
ठोस अवस्था लेजर की कार्यशील सामग्री रूबी, नियोडिमियम ग्लास, यिट्रियम एल्युमिनियम 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, जिसे सक्रिय आयन कहा जाता है।
सॉलिड-स्टेट लेजर एक कार्यशील पदार्थ, एक पंपिंग सिस्टम, एक अनुनादक और एक शीतलन और फ़िल्टरिंग सिस्टम से बना होता है। नीचे दी गई छवि के बीच में काला वर्ग एक लेजर क्रिस्टल है, जो हल्के रंग के पारदर्शी कांच की तरह दिखता है और इसमें दुर्लभ पृथ्वी धातुओं के साथ एक पारदर्शी क्रिस्टल होता है। यह दुर्लभ पृथ्वी धातु परमाणु की विशेष संरचना है जो एक प्रकाश स्रोत द्वारा प्रकाशित होने पर कण जनसंख्या व्युत्क्रम बनाती है (बस यह समझें कि जमीन पर कई गेंदों को हवा में धकेल दिया जाता है), और फिर कणों के संक्रमण के दौरान फोटॉन उत्सर्जित करता है, और जब फोटॉन की संख्या पर्याप्त होती है, तो लेजर का निर्माण होता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि उत्सर्जित लेजर एक दिशा में आउटपुट हो, पूर्ण दर्पण (बाएं लेंस) और अर्ध-परावर्तक आउटपुट दर्पण (दाएं लेंस) होते हैं

3, अर्धचालक लेजर
अर्धचालक लेज़रों की बात करें तो, इसे बस एक फोटोडायोड के रूप में समझा जा सकता है। डायोड में एक पीएन जंक्शन होता है, और जब एक निश्चित धारा जोड़ी जाती है, तो अर्धचालक में एक इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण बनता है जो फोटॉन मुक्त करता है, जिसके परिणामस्वरूप लेज़र बनता है। जब अर्धचालक द्वारा मुक्त की जाने वाली लेज़र ऊर्जा कम होती है, तो कम-शक्ति वाले अर्धचालक उपकरण का उपयोग पंप स्रोत (उत्तेजना स्रोत) के रूप में किया जा सकता है।फाइबर लेजर, इस प्रकार फाइबर लेज़र बनता है। यदि सेमीकंडक्टर लेज़र की शक्ति को इस हद तक बढ़ा दिया जाए कि इसे सीधे प्रसंस्करण सामग्री में आउटपुट किया जा सके, तो यह एक प्रत्यक्ष अर्धचालक लेज़र बन जाता है। वर्तमान में, बाजार में प्रत्यक्ष अर्धचालक लेज़र 10,000 वाट के स्तर तक पहुँच चुके हैं।

उपरोक्त कई लेज़रों के अलावा, लोगों ने तरल लेज़रों का भी आविष्कार किया है, जिन्हें ईंधन लेज़र भी कहा जाता है। तरल लेज़र आयतन और कार्यशील पदार्थ की दृष्टि से ठोस लेज़रों की तुलना में अधिक जटिल होते हैं और इनका उपयोग बहुत कम होता है।