लेझरची तत्त्वे आणि प्रकार

तत्त्वे आणि प्रकारलेझर
लेझर म्हणजे काय?
लेझर (प्रकाशाचे उत्तेजित उत्सर्जनाद्वारे प्रवर्धन); अधिक चांगल्या प्रकारे समजून घेण्यासाठी, खालील चित्राकडे पहा:

उच्च ऊर्जा पातळीवरील अणू उत्स्फूर्तपणे खालच्या ऊर्जा पातळीवर जातो आणि फोटॉन उत्सर्जित करतो, या प्रक्रियेला उत्स्फूर्त प्रारण म्हणतात.
हे असे समजू शकतो: जमिनीवर असलेल्या चेंडूची ही सर्वात योग्य स्थिती असते, जेव्हा चेंडूला बाह्य शक्तीने (ज्याला पंपिंग म्हणतात) हवेत ढकलले जाते, तेव्हा ज्या क्षणी बाह्य शक्ती नाहीशी होते, तो चेंडू उंचावरून खाली पडतो आणि ठराविक प्रमाणात ऊर्जा बाहेर टाकतो. जर तो चेंडू एक विशिष्ट अणू असेल, तर तो अणू या संक्रमणादरम्यान एका विशिष्ट तरंगलांबीचा फोटॉन उत्सर्जित करतो.

लेझरचे वर्गीकरण
लोकांनी लेझर निर्मितीच्या तत्त्वावर प्रभुत्व मिळवले आहे आणि लेझरचे विविध प्रकार विकसित करण्यास सुरुवात केली आहे. जर लेझरमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या सामग्रीनुसार वर्गीकरण करायचे झाल्यास, त्याचे गॅस लेझर, सॉलिड लेझर, सेमीकंडक्टर लेझर इत्यादींमध्ये विभाजन करता येते.
१, गॅस लेझर वर्गीकरण: अणू, रेणू, आयन;
गॅस लेझरचा कार्यकारी पदार्थ वायू किंवा धातूची वाफ असतो, ज्याचे वैशिष्ट्य म्हणजे लेझर आउटपुटची विस्तृत तरंगलांबी श्रेणी. सर्वात सामान्य म्हणजे CO2 लेझर, ज्यामध्ये विद्युत विसर्जनाच्या उत्तेजनाद्वारे १०.६ मायक्रॉनचा इन्फ्रारेड लेझर निर्माण करण्यासाठी CO2 चा कार्यकारी पदार्थ म्हणून वापर केला जातो.
गॅस लेझरचा कार्यकारी घटक वायू असल्यामुळे, लेझरची एकूण रचना खूप मोठी असते आणि त्याची आउटपुट तरंगलांबी खूप लांब असते, त्यामुळे पदार्थावर प्रक्रिया करण्याची क्षमता चांगली नसते. म्हणूनच, गॅस लेझर्स लवकरच बाजारातून बाद झाले आणि त्यांचा वापर केवळ काही विशिष्ट क्षेत्रांपुरता मर्यादित राहिला, जसे की काही विशिष्ट प्लास्टिक भागांवर लेझर मार्किंग करण्यासाठी.
2, सॉलिड लेझरवर्गीकरण: रुबी, एनडी:वायएजी, इत्यादी;
सॉलिड स्टेट लेसरचे कार्यकारी साहित्य माणिक, निओडिमियम ग्लास, यट्रियम ॲल्युमिनियम गार्नेट (YAG) इत्यादी आहेत, जे मॅट्रिक्स म्हणून पदार्थाच्या क्रिस्टल किंवा ग्लासमध्ये एकसमानपणे समाविष्ट केलेले अल्प प्रमाणात आयन असतात, ज्यांना सक्रिय आयन म्हणतात.
सॉलिड-स्टेट लेझर हा कार्यकारी पदार्थ, पंपिंग प्रणाली, रेझोनेटर आणि शीतकरण व गाळण प्रणाली यांनी बनलेला असतो. खालील चित्राच्या मध्यभागी असलेला काळा चौरस हा लेझर क्रिस्टल आहे, जो फिकट रंगाच्या पारदर्शक काचेसारखा दिसतो आणि दुर्मिळ पृथ्वी धातूंनी मिश्रित केलेल्या पारदर्शक स्फटिकापासून बनलेला असतो. दुर्मिळ पृथ्वी धातूच्या अणूची ही एक विशेष रचना आहे, ज्यामुळे प्रकाश स्रोताद्वारे प्रकाशित झाल्यावर कणांच्या संख्येत उलटापालट होते (सोप्या भाषेत सांगायचे तर, जमिनीवरील अनेक चेंडू हवेत फेकले जातात), आणि नंतर जेव्हा कणांचे संक्रमण होते तेव्हा फोटॉन उत्सर्जित होतात, आणि जेव्हा फोटॉनची संख्या पुरेशी होते, तेव्हा लेझरची निर्मिती होते. उत्सर्जित होणारा लेझर एकाच दिशेने बाहेर पडेल याची खात्री करण्यासाठी, पूर्ण आरसे (डावीकडील भिंग) आणि अर्ध-परावर्तक आउटपुट आरसे (उजवीकडील भिंग) असतात. जेव्हा लेझर बाहेर पडतो आणि नंतर एका विशिष्ट ऑप्टिकल डिझाइनमधून जातो, तेव्हा लेझर ऊर्जेची निर्मिती होते.

3, सेमीकंडक्टर लेझर
जेव्हा सेमीकंडक्टर लेझरचा विषय येतो, तेव्हा त्याला सोप्या भाषेत फोटोडायोड म्हणून समजू शकतो. या डायोडमध्ये एक PN जंक्शन असते आणि जेव्हा त्यात विशिष्ट विद्युत प्रवाह जोडला जातो, तेव्हा सेमीकंडक्टरमध्ये इलेक्ट्रॉनिक संक्रमण होऊन फोटॉन बाहेर पडतात, ज्यामुळे लेझर तयार होतो. जेव्हा सेमीकंडक्टरद्वारे बाहेर पडणारी लेझर ऊर्जा कमी असते, तेव्हा कमी-शक्तीच्या सेमीकंडक्टर उपकरणाचा वापर पंप स्रोत (उत्तेजन स्रोत) म्हणून केला जाऊ शकतो.फायबर लेझरअशाप्रकारे फायबर लेझर तयार होतो. जर सेमीकंडक्टर लेझरची शक्ती आणखी वाढवून ती थेट पदार्थांवर प्रक्रिया करण्यासाठी वापरता येईल इतकी केली, तर तो डायरेक्ट सेमीकंडक्टर लेझर बनतो. सध्या, बाजारात उपलब्ध असलेले डायरेक्ट सेमीकंडक्टर लेझर्स १०,००० वॅटच्या पातळीवर पोहोचले आहेत.

वरील अनेक लेझर्स व्यतिरिक्त, लोकांनी द्रव लेझर्सचाही शोध लावला आहे, ज्यांना इंधन लेझर्स म्हणूनही ओळखले जाते. द्रव लेझर्स हे घन लेझर्सपेक्षा आकारमान आणि कार्यकारी पदार्थाच्या बाबतीत अधिक गुंतागुंतीचे असतात आणि त्यांचा वापर क्वचितच केला जातो.