लेसर तत्त्व आणि त्याचा अनुप्रयोग

लेसर उत्तेजित रेडिएशन प्रवर्धन आणि आवश्यक अभिप्रायाद्वारे कोलिमेटेड, मोनोक्रोमॅटिक, सुसंगत प्रकाश बीम तयार करण्याच्या प्रक्रियेचा आणि साधनांचा संदर्भ देते. मूलभूतपणे, लेसर पिढीला तीन घटकांची आवश्यकता असते: एक “रेझोनेटर,” एक “गेन माध्यम” आणि “पंपिंग स्रोत”.

उ. तत्त्व

अणूची गती स्थिती वेगवेगळ्या उर्जेच्या पातळीमध्ये विभागली जाऊ शकते आणि जेव्हा अणू उच्च उर्जा पातळीपासून कमी उर्जा पातळीवर संक्रमण होते तेव्हा ते संबंधित उर्जेचे फोटो (तथाकथित उत्स्फूर्त रेडिएशन) सोडते. त्याचप्रमाणे, जेव्हा एक फोटॉन उर्जा पातळीवरील प्रणालीवर घटना असते आणि त्याद्वारे शोषून घेते तेव्हा यामुळे अणू कमी उर्जा पातळीपासून उच्च उर्जा पातळीवर (तथाकथित उत्साही शोषण) संक्रमणास कारणीभूत ठरेल; मग, उच्च उर्जा पातळीवर संक्रमण करणारे काही अणू कमी उर्जा पातळीवर संक्रमण करतात आणि फोटॉन (तथाकथित उत्तेजित रेडिएशन) उत्सर्जित करतात. या हालचाली एकाकीपणामध्ये होत नाहीत, परंतु बर्‍याचदा समांतर असतात. जेव्हा आम्ही एखादी स्थिती तयार करतो, जसे की योग्य माध्यम, रेझोनेटर, पुरेसे बाह्य विद्युत क्षेत्र वापरणे, उत्तेजित रेडिएशन वाढविले जाते जेणेकरून उत्तेजित शोषणापेक्षा अधिक, नंतर सर्वसाधारणपणे, फोटॉन उत्सर्जित होतील, परिणामी लेसर लाइट होईल.

बी वर्गीकरण

लेसर तयार करणार्‍या माध्यमानुसार, लेसरला लिक्विड लेसर, गॅस लेसर आणि सॉलिड लेसरमध्ये विभागले जाऊ शकते. आता सर्वात सामान्य सेमीकंडक्टर लेसर एक प्रकारचा सॉलिड-स्टेट लेसर आहे.

सी. रचना

बहुतेक लेसर तीन भागांनी बनलेले असतात: उत्तेजन प्रणाली, लेसर मटेरियल आणि ऑप्टिकल रेझोनेटर. उत्तेजन प्रणाली ही अशी उपकरणे आहेत जी हलकी, विद्युत किंवा रासायनिक उर्जा तयार करतात. सध्या वापरल्या जाणार्‍या मुख्य प्रोत्साहन म्हणजे प्रकाश, वीज किंवा रासायनिक प्रतिक्रिया. लेसर पदार्थ असे पदार्थ आहेत जे लेसर लाइट तयार करू शकतात, जसे रुबीज, बेरेलियम ग्लास, निऑन गॅस, सेमीकंडक्टर, सेंद्रिय रंग इ.

डी. अनुप्रयोग

लेसरचा मोठ्या प्रमाणात वापर केला जातो, प्रामुख्याने फायबर कम्युनिकेशन, लेसर रेंजिंग, लेसर कटिंग, लेसर शस्त्रे, लेसर डिस्क इत्यादी.

ई. इतिहास

१ 195 88 मध्ये, अमेरिकन शास्त्रज्ञ झियाओलुओ आणि टाउनस यांना एक जादूची घटना सापडली: जेव्हा त्यांनी एका दुर्मिळ पृथ्वीच्या क्रिस्टलवर अंतर्गत प्रकाश बल्बद्वारे उत्सर्जित केलेला प्रकाश ठेवला, तेव्हा क्रिस्टलचे रेणू चमकदार, नेहमीच मजबूत प्रकाश उत्सर्जित करतात. या घटनेनुसार, त्यांनी “लेसर तत्त्व” प्रस्तावित केले, म्हणजेच जेव्हा पदार्थ त्याच्या रेणूंच्या नैसर्गिक दोलन वारंवारतेसारख्याच उर्जामुळे उत्साही होतो, तेव्हा तो हा मजबूत प्रकाश तयार करेल - लेसर. त्यांना यासाठी महत्त्वपूर्ण कागदपत्रे सापडली.

सायलो आणि टाउनसच्या संशोधन निकालांच्या प्रकाशनानंतर, विविध देशांतील वैज्ञानिकांनी विविध प्रयोगात्मक योजना प्रस्तावित केल्या, परंतु त्या यशस्वी झाल्या नाहीत. १ May मे, १ 60 .० रोजी, कॅलिफोर्नियामधील ह्यूजेस लॅबोरेटरीच्या वैज्ञानिक ममन यांनी घोषित केले की त्याने ०.9 43 4343 मायक्रॉनच्या तरंगलांबीसह लेसर मिळविला आहे, जो मानवांनी मिळविलेला पहिला लेसर होता आणि अशा प्रकारे ममन जगातील पहिले वैज्ञानिक बनले जे लेसरला व्यावहारिक क्षेत्रात परिचय देतात.

July जुलै, १ 60 .० रोजी, मेमनने जगातील पहिल्या लेसरच्या जन्माची घोषणा केली, मेमॅनची योजना रुबी क्रिस्टलमध्ये क्रोमियम अणूंना उत्तेजन देण्यासाठी उच्च-तीव्रतेची फ्लॅश ट्यूब वापरण्याची आहे, अशा प्रकारे एका विशिष्ट बिंदूत उडाला जातो, जेव्हा तो सूर्याच्या पृष्ठभागापेक्षा जास्त तापमानात पोहोचू शकतो.

सोव्हिएत सायंटिस्ट एच. Γ बासोव्ह यांनी १ 60 in० मध्ये सेमीकंडक्टर लेसरचा शोध लावला. सेमीकंडक्टर लेसरची रचना सहसा पी लेयर, एन लेयर आणि सक्रिय थर असते जी डबल हेटरोजंक्शन बनवते. त्याची वैशिष्ट्ये अशी आहेत: लहान आकार, उच्च कपलिंग कार्यक्षमता, वेगवान प्रतिसाद गती, तरंगलांबी आणि आकार ऑप्टिकल फायबर आकारासह फिट, थेट मॉड्युलेटेड, चांगले सुसंगतता असू शकते.

सहा, लेसरच्या काही मुख्य अनुप्रयोग दिशानिर्देश

एफ. लेझर कम्युनिकेशन

माहिती प्रसारित करण्यासाठी प्रकाश वापरणे आज सामान्य आहे. उदाहरणार्थ, जहाजे संप्रेषण करण्यासाठी दिवे वापरतात आणि ट्रॅफिक लाइट लाल, पिवळा आणि हिरवा वापरतात. परंतु सामान्य प्रकाशाचा वापर करून माहिती प्रसारित करण्याचे हे सर्व मार्ग केवळ कमी अंतरापर्यंत मर्यादित असू शकतात. आपण प्रकाशाद्वारे दूरच्या ठिकाणी माहिती थेट प्रसारित करू इच्छित असल्यास आपण सामान्य प्रकाश वापरू शकत नाही, परंतु केवळ लेसर वापरू शकता.

मग आपण लेसर कसे वितरित कराल? आम्हाला माहित आहे की तांबेच्या तारा बाजूने वीज वाहून जाऊ शकते, परंतु सामान्य धातूच्या तारा बाजूने प्रकाश वाहून जाऊ शकत नाही. यासाठी, शास्त्रज्ञांनी एक फिलामेंट विकसित केला आहे जो ऑप्टिकल फायबर नावाचा प्रकाश प्रसारित करू शकतो, ज्याला फायबर म्हणून संबोधले जाते. ऑप्टिकल फायबर विशेष काचेच्या सामग्रीपासून बनलेला असतो, व्यास मानवी केसांपेक्षा पातळ असतो, सामान्यत: 50 ते 150 मायक्रॉन आणि खूप मऊ.

खरं तर, फायबरचा आतील भाग पारदर्शक ऑप्टिकल ग्लासचा उच्च अपवर्तक निर्देशांक आहे आणि बाह्य कोटिंग कमी अपवर्तक इंडेक्स ग्लास किंवा प्लास्टिकचे बनलेले आहे. एकीकडे अशी रचना, पाण्याच्या पाईपमध्ये पुढे वाहणा water ्या पाण्यासारखे, वायरमध्ये पुढे वाहणा water ्या पाण्याप्रमाणेच आतील कोरच्या बाजूने प्रकाश बदलू शकतो, हजारो ट्विस्ट आणि वळणांचा काहीच परिणाम झाला नाही. दुसरीकडे, कमी-रेफ्रेक्टिव्ह इंडेक्स कोटिंग प्रकाश बाहेर पडण्यापासून रोखू शकते, ज्याप्रमाणे पाण्याचे पाईप डोकावत नाही आणि वायरचा इन्सुलेशन लेयर वीज घेत नाही.

ऑप्टिकल फायबरचा देखावा प्रकाश प्रसारित करण्याच्या मार्गाचे निराकरण करतो, परंतु याचा अर्थ असा नाही की त्यासह, कोणताही प्रकाश खूप दूर प्रसारित केला जाऊ शकतो. केवळ उच्च ब्राइटनेस, शुद्ध रंग, चांगले दिशात्मक लेसर, माहिती प्रसारित करण्यासाठी सर्वात आदर्श प्रकाश स्त्रोत आहे, हे फायबरच्या एका टोकापासून इनपुट आहे, जवळजवळ कोणतेही नुकसान आणि दुसर्‍या टोकापासून आउटपुट नाही. म्हणूनच, ऑप्टिकल कम्युनिकेशन हे मूलत: लेसर कम्युनिकेशन आहे, ज्यात मोठ्या क्षमतेचे फायदे आहेत, उच्च गुणवत्तेचे, साहित्याचा विस्तृत स्त्रोत, मजबूत गोपनीयता, टिकाऊपणा इत्यादी आहेत आणि शास्त्रज्ञांनी संप्रेषणाच्या क्षेत्रात क्रांती म्हणून त्यांचे स्वागत केले आहे आणि तांत्रिक क्रांतीमधील सर्वात चमकदार कामगिरी आहे.