लेजरले उत्तेजित विकिरण प्रवर्धन र आवश्यक प्रतिक्रिया मार्फत कोलिमेटेड, मोनोक्रोमेटिक, सुसंगत प्रकाश किरणहरू उत्पन्न गर्ने प्रक्रिया र उपकरणलाई जनाउँछ। मूलतः, लेजर उत्पादनलाई तीन तत्वहरू चाहिन्छ: एक "रेजोनेटर," एक "गेन माध्यम," र एक "पम्पिङ स्रोत।"
क. सिद्धान्त
परमाणुको गति अवस्थालाई विभिन्न ऊर्जा स्तरहरूमा विभाजन गर्न सकिन्छ, र जब परमाणु उच्च ऊर्जा स्तरबाट कम ऊर्जा स्तरमा संक्रमण हुन्छ, यसले सम्बन्धित ऊर्जा (तथाकथित सहज विकिरण) को फोटोनहरू छोड्छ। त्यस्तै गरी, जब कुनै फोटोन ऊर्जा स्तर प्रणालीमा घटना हुन्छ र यसद्वारा अवशोषित हुन्छ, यसले परमाणुलाई कम ऊर्जा स्तरबाट उच्च ऊर्जा स्तर (तथाकथित उत्तेजित अवशोषण) मा संक्रमण गराउनेछ; त्यसपछि, उच्च ऊर्जा स्तरमा संक्रमण गर्ने केही परमाणुहरू कम ऊर्जा स्तरमा संक्रमण गर्नेछन् र फोटोनहरू (तथाकथित उत्तेजित विकिरण) उत्सर्जन गर्नेछन्। यी चालहरू अलगावमा हुँदैनन्, तर प्रायः समानान्तरमा हुन्छन्। जब हामी उपयुक्त माध्यम, रेजोनेटर, पर्याप्त बाह्य विद्युत क्षेत्र प्रयोग गर्ने जस्ता अवस्था सिर्जना गर्छौं, उत्तेजित विकिरणलाई प्रवर्द्धित गरिन्छ ताकि उत्तेजित अवशोषण भन्दा बढी, सामान्यतया, त्यहाँ फोटोनहरू उत्सर्जित हुनेछन्, जसको परिणामस्वरूप लेजर प्रकाश हुनेछ।
ख. वर्गीकरण
लेजर उत्पादन गर्ने माध्यम अनुसार, लेजरलाई तरल लेजर, ग्यास लेजर र ठोस लेजरमा विभाजन गर्न सकिन्छ। अब सबैभन्दा सामान्य अर्धचालक लेजर एक प्रकारको ठोस-अवस्था लेजर हो।
ग. संरचना
धेरैजसो लेजरहरू तीन भागहरू मिलेर बनेका हुन्छन्: उत्तेजना प्रणाली, लेजर सामग्री र अप्टिकल रेजोनेटर। उत्तेजना प्रणालीहरू प्रकाश, विद्युतीय वा रासायनिक ऊर्जा उत्पादन गर्ने उपकरणहरू हुन्। हाल, प्रयोग हुने मुख्य प्रोत्साहन माध्यमहरू प्रकाश, बिजुली वा रासायनिक प्रतिक्रिया हुन्। लेजर पदार्थहरू त्यस्ता पदार्थहरू हुन् जसले लेजर प्रकाश उत्पादन गर्न सक्छन्, जस्तै माणिक, बेरिलियम गिलास, नियोन ग्यास, अर्धचालक, जैविक रंगहरू, आदि। अप्टिकल अनुनाद नियन्त्रणको भूमिका आउटपुट लेजरको चमक बढाउनु, लेजरको तरंगदैर्ध्य र दिशा समायोजन र चयन गर्नु हो।
घ. आवेदन
लेजर व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ, मुख्यतया फाइबर कम्युनिकेसन, लेजर रेन्जिङ, लेजर काट्ने, लेजर हतियार, लेजर डिस्क र यस्तै।
ङ. इतिहास
१९५८ मा, अमेरिकी वैज्ञानिकहरू सियाओलुओ र टाउन्सले एउटा जादुई घटना पत्ता लगाए: जब उनीहरूले आन्तरिक बत्ती बल्बबाट उत्सर्जित प्रकाशलाई दुर्लभ पृथ्वी क्रिस्टलमा राखे, क्रिस्टलका अणुहरूले उज्ज्वल, सधैं सँगै बलियो प्रकाश उत्सर्जन गर्नेछन्। यस घटना अनुसार, उनीहरूले "लेजर सिद्धान्त" प्रस्ताव गरे, अर्थात्, जब पदार्थ यसको अणुहरूको प्राकृतिक दोलन आवृत्ति जत्तिकै ऊर्जाद्वारा उत्तेजित हुन्छ, यसले यो बलियो प्रकाश उत्पादन गर्नेछ जुन विचलित हुँदैन - लेजर। उनीहरूले यसको लागि महत्त्वपूर्ण कागजातहरू फेला पारे।
सियोलो र टाउन्सको अनुसन्धान नतिजा प्रकाशित भएपछि, विभिन्न देशका वैज्ञानिकहरूले विभिन्न प्रयोगात्मक योजनाहरू प्रस्ताव गरे, तर ती सफल भएनन्। मे १५, १९६० मा, क्यालिफोर्नियाको ह्युजेस प्रयोगशालाका वैज्ञानिक मेम्यानले घोषणा गरे कि उनले ०.६९४३ माइक्रोनको तरंगदैर्ध्य भएको लेजर प्राप्त गरेका छन्, जुन मानवले प्राप्त गरेको पहिलो लेजर थियो, र यसरी मेम्यान व्यावहारिक क्षेत्रमा लेजरहरू परिचय गराउने विश्वको पहिलो वैज्ञानिक बने।
जुलाई ७, १९६० मा, मेम्यानले विश्वको पहिलो लेजरको जन्मको घोषणा गरे। मेम्यानको योजना रुबी क्रिस्टलमा क्रोमियम परमाणुहरूलाई उत्तेजित गर्न उच्च-तीव्रताको फ्ल्यास ट्यूब प्रयोग गर्नु हो, जसले गर्दा धेरै केन्द्रित पातलो रातो बत्तीको स्तम्भ उत्पादन हुन्छ, जब यसलाई निश्चित बिन्दुमा फायर गरिन्छ, यो सूर्यको सतह भन्दा माथिको तापक्रममा पुग्न सक्छ।
सोभियत वैज्ञानिक एच.जी. बसोभले १९६० मा अर्धचालक लेजरको आविष्कार गरे। अर्धचालक लेजरको संरचना सामान्यतया पी तह, एन तह र सक्रिय तह मिलेर बनेको हुन्छ जसले दोहोरो हेटेरोजंक्शन बनाउँछ। यसका विशेषताहरू हुन्: सानो आकार, उच्च युग्मन दक्षता, छिटो प्रतिक्रिया गति, तरंगदैर्ध्य र आकार अप्टिकल फाइबर आकारसँग मिल्छ, प्रत्यक्ष रूपमा मोड्युलेट गर्न सकिन्छ, राम्रो सुसंगतता।
छ, लेजरको केही मुख्य प्रयोग निर्देशनहरू
F. लेजर सञ्चार
आज जानकारी प्रसारण गर्न प्रकाशको प्रयोग धेरै सामान्य छ। उदाहरणका लागि, जहाजहरूले सञ्चार गर्न बत्तीहरू प्रयोग गर्छन्, र ट्राफिक बत्तीहरूले रातो, पहेंलो र हरियो प्रयोग गर्छन्। तर सामान्य प्रकाश प्रयोग गरेर जानकारी प्रसारण गर्ने यी सबै तरिकाहरू छोटो दूरीमा मात्र सीमित हुन सक्छन्। यदि तपाईं प्रकाश मार्फत टाढाका ठाउँहरूमा सिधै जानकारी प्रसारण गर्न चाहनुहुन्छ भने, तपाईं साधारण प्रकाश प्रयोग गर्न सक्नुहुन्न, तर लेजरहरू मात्र प्रयोग गर्न सक्नुहुन्छ।
त्यसो भए तपाईंले लेजर कसरी डेलिभर गर्नुहुन्छ? हामीलाई थाहा छ कि तामाको तारमा बिजुली बोक्न सकिन्छ, तर साधारण धातुको तारमा प्रकाश बोक्न सकिँदैन। यस उद्देश्यका लागि, वैज्ञानिकहरूले प्रकाश प्रसारण गर्न सक्ने फिलामेन्ट विकास गरेका छन्, जसलाई अप्टिकल फाइबर भनिन्छ, जसलाई फाइबर भनिन्छ। अप्टिकल फाइबर विशेष गिलास सामग्रीबाट बनेको हुन्छ, यसको व्यास मानव कपाल भन्दा पातलो हुन्छ, सामान्यतया ५० देखि १५० माइक्रोन हुन्छ, र धेरै नरम हुन्छ।
वास्तवमा, फाइबरको भित्री कोर पारदर्शी अप्टिकल गिलासको उच्च अपवर्तन सूचकांक हो, र बाहिरी कोटिंग कम अपवर्तन सूचकांक गिलास वा प्लास्टिकबाट बनेको हुन्छ। यस्तो संरचनाले, एकातिर, प्रकाशलाई भित्री कोरसँगै अपवर्तन गर्न सक्छ, जसरी पानीको पाइपमा अगाडि बग्ने पानी, तारमा अगाडि प्रसारित बिजुली, हजारौं घुमाउरो र घुमाउरोहरूले कुनै प्रभाव नपारे पनि। अर्कोतर्फ, कम-अपवर्तन सूचकांक कोटिंगले प्रकाशलाई बाहिर निस्कनबाट रोक्न सक्छ, जसरी पानीको पाइप चुहिँदैन र तारको इन्सुलेशन तहले बिजुली सञ्चालन गर्दैन।
अप्टिकल फाइबरको उपस्थितिले प्रकाश प्रसारण गर्ने तरिका समाधान गर्छ, तर यसको मतलब यो होइन कि यसको साथ, कुनै पनि प्रकाश धेरै टाढासम्म प्रसारित गर्न सकिन्छ। केवल उच्च चमक, शुद्ध रंग, राम्रो दिशात्मक लेजर, जानकारी प्रसारण गर्नको लागि सबैभन्दा आदर्श प्रकाश स्रोत हो, यो फाइबरको एक छेउबाट इनपुट हो, लगभग कुनै हानि र अर्को छेउबाट आउटपुट हुँदैन। त्यसकारण, अप्टिकल सञ्चार अनिवार्य रूपमा लेजर सञ्चार हो, जसमा ठूलो क्षमता, उच्च गुणस्तर, सामग्रीको फराकिलो स्रोत, बलियो गोपनीयता, स्थायित्व, आदि जस्ता फाइदाहरू छन्, र वैज्ञानिकहरूले यसलाई सञ्चारको क्षेत्रमा क्रान्तिको रूपमा स्वागत गरेका छन्, र प्राविधिक क्रान्तिमा सबैभन्दा उत्कृष्ट उपलब्धिहरू मध्ये एक हो।
पोस्ट समय: जुन-२९-२०२३