लेज़र आधुनिक तकनीक में अपरिहार्य हो गए हैं, जिनके अनुप्रयोग रोज़मर्रा के बारकोड स्कैनर और प्रिंटर से लेकर परिष्कृत सर्जिकल उपकरणों और वैज्ञानिक अनुसंधान उपकरणों तक हैं। लेज़र डिवाइस स्वयं, हालांकि, इन शक्तिशाली प्रकाश बीम उत्पन्न करने में इसकी महत्वपूर्ण भूमिका के बावजूद, कई लोगों द्वारा खराब तरीके से समझा जाता है।
लेज़र पीढ़ी के मूलभूत सिद्धांत
लेज़र की प्रकृति और विशेषताएं
लेज़र का अर्थ है "विकिरण के उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा प्रकाश प्रवर्धन।" साधारण प्रकाश स्रोतों के विपरीत, लेज़र प्रकाश में कई अद्वितीय गुण होते हैं:
जनसंख्या व्युत्क्रम: मुख्य तंत्र
लेज़र पीढ़ी के केंद्र में जनसंख्या व्युत्क्रम—एक गैर-संतुलन स्थिति है जहां अधिक परमाणु या अणु निम्न स्तरों की तुलना में उच्च ऊर्जा स्तर पर कब्जा करते हैं। इस व्युत्क्रम को प्राप्त करने के लिए विशिष्ट पंपिंग विधियों की आवश्यकता होती है:
उत्तेजित उत्सर्जन और ऑप्टिकल रेजोनेटर
एक बार जनसंख्या व्युत्क्रम प्राप्त हो जाने पर, उत्तेजित उत्सर्जन तब होता है जब आपतित फोटॉन उत्तेजित परमाणुओं से समान फोटॉन उत्सर्जन को ट्रिगर करते हैं। यह प्रक्रिया प्रकाश प्रवर्धन प्रभाव बनाती है। परावर्तक दर्पणों के बीच लाभ माध्यम वाले ऑप्टिकल रेजोनेटर तब इस प्रवर्धित प्रकाश को एक सुसंगत लेज़र बीम में आकार देते हैं।
प्रमुख लेज़र प्रकार और उनके तंत्र
दो-स्तरीय लेज़र: सैद्धांतिक आधार
जबकि पूरी तरह से दो-स्तरीय लेज़र व्यावहारिक रूप से मौजूद नहीं हैं, वे महत्वपूर्ण वैचारिक मॉडल के रूप में काम करते हैं। ये सिस्टम संभावित लेज़र आउटपुट को सीमित करने वाले तीव्र संतृप्ति प्रभावों के कारण जनसंख्या व्युत्क्रम प्राप्त करने में महत्वपूर्ण चुनौतियों का सामना करते हैं।
तीन-स्तरीय लेज़र: सहायक राज्यों का परिचय
व्यावहारिक लेज़र अतिरिक्त ऊर्जा स्तरों को शामिल करके दो-स्तरीय सीमाओं को दूर करते हैं। तीन-स्तरीय विन्यास दो प्राथमिक प्रकारों में आते हैं:
चार-स्तरीय लेज़र: उन्नत दक्षता डिज़ाइन
दोनों तीन-स्तरीय प्रकारों के लाभों को जोड़ते हुए, चार-स्तरीय लेज़र लेज़र संक्रमण के ऊपर और नीचे अतिरिक्त ऊर्जा अवस्थाएँ शामिल करते हैं। यह विन्यास एनडी:वाईएजी लेज़र द्वारा 1064 एनएम पर संचालित होने के उदाहरण के अनुसार, अधिक कुशल जनसंख्या व्युत्क्रम और उच्च आउटपुट शक्ति को सक्षम बनाता है।
उन्नत लेज़र प्रौद्योगिकियाँ
स्पंदित संचालन के लिए क्यू-स्विचिंग
क्यू-स्विचिंग चक्र में क्रमिक ऊर्जा भंडारण और तेजी से रिलीज चरण शामिल होते हैं, जो नैनोसेकंड-स्केल पल्स का उत्पादन करते हैं जिनकी पीक पावर निरंतर-तरंग संचालन से कहीं अधिक होती है।
उभरते रुझान और भविष्य की दिशाएँ
लेज़र तकनीक कई प्रमुख प्रक्षेपवक्रों के साथ विकसित होती रहती है:
ये प्रगति चिकित्सा, संचार, विनिर्माण और वैज्ञानिक अनुसंधान में नए अनुप्रयोगों को अनलॉक करने का वादा करती हैं, जबकि उच्च-शक्ति संचालन के लिए महत्वपूर्ण सुरक्षा विचारों को संबोधित करती हैं।
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