सॉलिड-स्टेट लेझर्सच्या 'आत्म्या'ची ओळख करून देत आहोत

सॉलिड-स्टेट लेझर्सच्या 'आत्म्या'ची ओळख करून देत आहोत

मुख्य प्रवाहसॉलिड-स्टेट लेझरसाहित्य

कोणत्याही लेझरचा गाभा हा लेझर कार्यकारी पदार्थ असतो, आणि घन-अवस्थेतील कार्यकारी पदार्थलेझरपदार्थ मूलतः घन स्वरूपाचे असतात. बहुतेक घन-अवस्थेतील लेझर माध्यमे स्फटिकीय मॅट्रिक्स आणि लेझर क्रियाशीलता असलेल्या डोप केलेल्या अणू किंवा आयनांपासून बनलेली असतात, तर अस्फटिकी (काचेचे) मॅट्रिक्स तुलनेने दुर्मिळ असतात. सिरॅमिक निर्मिती तंत्रज्ञानातील नवीनतम विकासामुळे कमी किमतीच्या आणि उच्च-गुणवत्तेच्या लेझर सामग्रीच्या वापराची व्याप्ती लक्षणीयरीत्या वाढण्याची अपेक्षा आहे, जी स्फटिकीय पदार्थांपेक्षा खूप मोठ्या आकारात बनवता येते.

कोअर सामान्यतः वापरले जाणारे सॉलिड-स्टेट लेझर साहित्य

माणिक: याची रासायनिक रचना क्रोमियम-मिश्रित ॲल्युमिनियम ऑक्साइड (Cr:Al₂O₃) आहे. कृत्रिम माणकांची रासायनिक रचना रत्न-दर्जाच्या माणकांसारखीच असते, परंतु ते अधिक शुद्ध आणि दर्जेदार असतात. ते गुलाबी रंगाचे दिसतात आणि त्यांच्या लेझरची तरंगलांबी ६९४.३ नॅनोमीटर असते.

२. निओडिमियम-मिश्रित यट्रियम ॲल्युमिनियम गार्नेट (Nd:YAG): हा एक कृत्रिम स्फटिक आहे, ज्याची लेझर तरंगलांबी १०६४ नॅनोमीटर आहे. हा जवळच्या-अवरक्त प्रकाशाच्या (near-infrared light) गटात मोडतो आणि डोळ्यांसाठी पूर्णपणे अदृश्य व असुरक्षित आहे. Nd:YAG हे सध्या माणिकापेक्षा (ruby) खूप जास्त प्रमाणात वापरले जाणारे सॉलिड-स्टेट लेझर मटेरियल आहे. याचे मुख्य कारण म्हणजे, याचा लेझर थ्रेशोल्ड कमी असतो आणि समान इनपुट ऊर्जेखाली ते अधिक आउटपुट ऊर्जा मिळवू शकते.

३. निओडिमियम-मिश्रित यट्रियम व्हॅनाडेट (Nd:YVO₄), ज्याला अनेकदा फक्त “व्हॅनाडेट” म्हटले जाते, ते त्याच्या मोठ्या स्टिम्युलेटेड एमिशन क्रॉस-सेक्शन, कमी लेझर थ्रेशोल्ड आणि ध्रुवीकृत आउटपुट वैशिष्ट्यांमुळे कमी ते मध्यम शक्तीच्या (काही वॅट्सपर्यंत) डायोड-पंप सॉलिड-स्टेट लेझर्ससाठी पसंतीचे मटेरियल बनले आहे. त्याच्या कार्यरत तरंगलांबी १०६४ नॅनोमीटर आणि १३४० नॅनोमीटर आहेत, आणि फ्रिक्वेन्सी डबलिंगनंतर, ते ५३२ नॅनोमीटर आणि ६७० नॅनोमीटर तरंगलांबीचे लेझर्स आउटपुट करू शकते.

४. निओडिमियम-मिश्रित काच (Nd:Glass): मॅट्रिक्स म्हणून अस्फटिक काच वापरल्यामुळे, याचे लेझर गुणधर्म Nd:YAG सारखेच असतात. याचा मुख्य तोटा हा आहे की याची औष्णिक वाहकता तुलनेने कमी असते, जी स्फटिकाच्या केवळ १/१० असते, ज्यामुळे उच्च-शक्तीच्या उपयोगांमध्ये याला थंड करणे कठीण होते. तथापि, याचा फायदा हा आहे की यापासून एक फुटापेक्षा जास्त व्यासाचे लेझर माध्यम बनवता येते, ज्यामुळे ऊर्जा घनतेवर प्रभावीपणे नियंत्रण ठेवता येते आणि किलोजूल-स्तरावरील ऑप्टिकल घटकांचे नुकसान टाळता येते.स्पंदित लेझरआणि तुलनेने कमी खर्च असणे.

इतर महत्त्वाचे सॉलिड-स्टेट लेझर साहित्य, अर्बियम-मिश्रित साहित्य: यामध्ये अर्बियम-मिश्रित यट्रियम ॲल्युमिनियम गार्नेट (Er:YAG, आउटपुट तरंगलांबी २९४० नॅनोमीटर) आणि अर्बियम-मिश्रित ग्लास (Er:Glass, आउटपुट तरंगलांबी १५४० नॅनोमीटर) यांचा समावेश आहे. होल्मियम-मिश्रित साहित्य: यामध्ये होल्मियम-मिश्रित यट्रियम ॲल्युमिनियम गार्नेट (Ho:YAG), होल्मियम-मिश्रित लिथियम यट्रियम फ्लोराइड (Ho:YLF), आणि होल्मियम-मिश्रित ग्लास (Ho: glass, आउटपुट तरंगलांबी २००० ते २१०० नॅनोमीटर) यांचा समावेश आहे. थुलियम-मिश्रित पदार्थ: यामध्ये थुलियम-मिश्रित यट्रियम ॲल्युमिनियम गार्नेट (Tm:YAG), थुलियम-मिश्रित ल्युटेशियम ॲल्युमिनियम गार्नेट (Tm:LuAG), आणि थुलियम-होल्मियम सह-मिश्रित लिथियम यट्रियम फ्लोराइड (Tm,Ho:YLF, आउटपुट तरंगलांबी २००० ते २०३० नॅनोमीटर) यांचा समावेश आहे. यटरबियम-मिश्रित पदार्थ: जसे की यटरबियम-मिश्रित पोटॅशियम गॅडोलिनियम टंगस्टेट (Yb:KGW, आउटपुट तरंगलांबी १०२५ ते १०४५ नॅनोमीटर). अलेक्झांड्राईट (आउटपुट तरंगलांबी ६५५ ते ८१५ नॅनोमीटर). टायटॅनियम-मिश्रित सफायर (Ti:Sapphire, आउटपुट तरंगलांबी ८४० ते ११०० नॅनोमीटर).