तत्काल पोस्टको लागि हाम्रो सोशल मिडियाको सदस्यता लिनुहोस्
लेजरहरू, आधुनिक टेक्नोलोजीको आधारशिला, तिनीहरू जति जटिल छन् त्यति नै आकर्षक छन्। तिनीहरूको हृदयमा सुसंगत, विस्तारित प्रकाश उत्पादन गर्न एकतामा काम गर्ने घटकहरूको सिम्फनी छ। यो ब्लग लेजर टेक्नोलोजीको गहिरो बुझाइ प्रदान गर्न वैज्ञानिक सिद्धान्तहरू र समीकरणहरूद्वारा समर्थित यी कम्पोनेन्टहरूको जटिलताहरूमा डुब्छ।
लेजर प्रणाली कम्पोनेन्टहरूमा उन्नत अन्तरदृष्टि: पेशेवरहरूको लागि प्राविधिक परिप्रेक्ष्य
| कम्पोनेन्ट | कार्य | उदाहरणहरू |
| मध्यम प्राप्त गर्नुहोस् | लाभको माध्यम भनेको लेजरमा भएको सामग्री हो जुन प्रकाशलाई प्रवर्द्धन गर्न प्रयोग गरिन्छ। यसले जनसंख्या उल्टो प्रक्रिया र उत्तेजित उत्सर्जनको माध्यमबाट प्रकाश प्रवर्धनलाई सुविधा दिन्छ। लाभ माध्यमको छनोटले लेजरको विकिरण विशेषताहरू निर्धारण गर्दछ। | ठोस राज्य लेजरहरू: जस्तै, Nd:YAG (Neodymium-doped Yttrium Aluminium Garnet), चिकित्सा र औद्योगिक अनुप्रयोगहरूमा प्रयोग गरिन्छ।ग्यास लेजरहरू: जस्तै, CO2 लेजरहरू, काट्ने र वेल्डिङको लागि प्रयोग गरिन्छ।अर्धचालक लेजरहरू:जस्तै, लेजर डायोड, फाइबर अप्टिक्स कम्युनिकेसन र लेजर पोइन्टर्समा प्रयोग गरिन्छ। |
| पम्पिंग स्रोत | पम्पिङ स्रोतले जनसङ्ख्या उल्टोपन (जनसंख्या उल्टोको लागि ऊर्जा स्रोत) प्राप्त गर्नको लागि लाभको माध्यमलाई ऊर्जा प्रदान गर्दछ, लेजर सञ्चालन सक्षम पार्दै। | अप्टिकल पम्पिङ: ठोस-स्टेट लेजरहरू पम्प गर्न फ्ल्यासल्याम्पहरू जस्ता तीव्र प्रकाश स्रोतहरू प्रयोग गर्दै।विद्युतीय पम्पिङ: विद्युतीय प्रवाह मार्फत ग्यास लेजरहरूमा ग्यास उत्तेजित गर्दै।अर्धचालक पम्पिङ: ठोस अवस्था लेजर माध्यम पम्प गर्न लेजर डायोड प्रयोग गर्दै। |
| अप्टिकल गुहा | अप्टिकल गुहा, दुई मिररहरू मिलेर, लाभ माध्यममा प्रकाशको मार्ग लम्बाइ बढाउन प्रकाशलाई प्रतिबिम्बित गर्दछ, जसले गर्दा प्रकाश प्रवर्धन बढाउँछ। यसले प्रकाशको वर्णक्रमीय र स्थानिय विशेषताहरू चयन गर्दै लेजर प्रवर्धनको लागि प्रतिक्रिया संयन्त्र प्रदान गर्दछ। | Planar-Planar cavity: प्रयोगशाला अनुसन्धान, सरल संरचना मा प्रयोग।प्लानर-अवतल गुहा: औद्योगिक लेजरहरूमा सामान्य, उच्च-गुणस्तरको बीमहरू प्रदान गर्दछ। रिंग गुहा: रिंग ग्यास लेजरहरू जस्तै रिंग लेजरहरूको विशिष्ट डिजाइनहरूमा प्रयोग गरिन्छ। |
द गेन मिडियम: क्वान्टम मेकानिक्स र अप्टिकल इन्जिनियरिङको नेक्सस
लाभ माध्यममा क्वान्टम गतिशीलता
लाभको माध्यम हो जहाँ प्रकाश प्रवर्धनको आधारभूत प्रक्रिया हुन्छ, क्वान्टम मेकानिक्समा गहिरो जरा गाडिएको घटना। ऊर्जा राज्यहरू र माध्यम भित्र कणहरू बीचको अन्तरक्रिया उत्तेजित उत्सर्जन र जनसंख्या उल्टो सिद्धान्तहरू द्वारा शासित हुन्छ। प्रकाश तीव्रता (I), प्रारम्भिक तीव्रता (I0), संक्रमण क्रस-सेक्शन (σ21), र दुई ऊर्जा स्तरहरूमा कण संख्याहरू (N2 र N1) बीचको महत्वपूर्ण सम्बन्धलाई I = I0e^ द्वारा वर्णन गरिएको छ। (σ21(N2-N1)L)। जनसंख्या विपरित हासिल गर्नु, जहाँ N2 > N1, प्रवर्धनको लागि आवश्यक छ र लेजर भौतिकीको आधारशिला हो[1].
तीन-स्तर बनाम चार-स्तर प्रणालीहरू
व्यावहारिक लेजर डिजाइनहरूमा, तीन-स्तर र चार-स्तर प्रणालीहरू सामान्यतया कार्यरत छन्। तीन-स्तर प्रणालीहरू, सरल भए तापनि, तल्लो लेजर स्तर जमिनको अवस्था भएकोले जनसंख्या उल्टो प्राप्त गर्न थप ऊर्जा चाहिन्छ। अर्कोतर्फ, चार-स्तर प्रणालीहरूले उच्च ऊर्जा स्तरबाट द्रुत गैर-विकिरणीय क्षयको कारणले जनसंख्या उल्टो गर्न थप कुशल मार्ग प्रस्ताव गर्दछ, तिनीहरूलाई आधुनिक लेजर अनुप्रयोगहरूमा थप प्रचलित बनाउँछ।2].
Is Erbium-doped गिलासलाभको माध्यम?
हो, erbium-doped गिलास साँच्चै लेजर प्रणाली मा प्रयोग लाभ माध्यम को एक प्रकार हो। यस सन्दर्भमा, "डोपिङ" ले गिलासमा निश्चित मात्रामा एर्बियम आयनहरू (Er³⁺) थप्ने प्रक्रियालाई बुझाउँछ। एर्बियम एक दुर्लभ पृथ्वी तत्व हो जुन, जब एक गिलास होस्ट मा सम्मिलित हुन्छ, लेजर सञ्चालन मा एक आधारभूत प्रक्रिया, उत्तेजित उत्सर्जन को माध्यम बाट प्रभावकारी प्रकाश को विस्तार गर्न सक्छ।
Erbium-doped ग्लास फाइबर लेजरहरू र फाइबर एम्पलीफायरहरूमा यसको प्रयोगको लागि विशेष गरी उल्लेखनीय छ, विशेष गरी दूरसञ्चार उद्योगमा। यो यी अनुप्रयोगहरूको लागि राम्रोसँग उपयुक्त छ किनभने यसले 1550 एनएम वरिपरि तरंग दैर्ध्यमा प्रकाशलाई कुशलतापूर्वक बढाउँछ, जुन मानक सिलिका फाइबरहरूमा कम हानिको कारणले अप्टिकल फाइबर संचारको लागि एक प्रमुख तरंग दैर्ध्य हो।
दएर्बियमआयनहरूले पम्पको प्रकाशलाई अवशोषित गर्दछ (प्रायः एलेजर डायोड) र उच्च ऊर्जा राज्यहरूमा उत्साहित छन्। जब तिनीहरू कम ऊर्जा अवस्थामा फर्किन्छन्, तिनीहरूले लेजर प्रक्रियामा योगदान पुर्याउँदै, लेजर तरंग लम्बाइमा फोटानहरू उत्सर्जन गर्छन्। यसले एर्बियम-डोपेड गिलासलाई विभिन्न लेजर र एम्पलीफायर डिजाइनहरूमा प्रभावकारी र व्यापक रूपमा प्रयोग हुने लाभ माध्यम बनाउँछ।
सम्बन्धित ब्लगहरू: समाचार - Erbium-doped Glass: Science & Applications
पम्पिङ मेकानिजम: लेजरहरू पछाडिको ड्राइभिङ फोर्स
जनसंख्या उल्टो प्राप्त गर्न विविध दृष्टिकोण
पम्पिङ मेकानिज्मको छनोट लेजर डिजाइनमा निर्णायक हुन्छ, दक्षता देखि आउटपुट तरंगदैर्ध्य सम्म सबै कुरालाई प्रभाव पार्छ। अप्टिकल पम्पिङ, फ्ल्यासल्याम्प वा अन्य लेजरहरू जस्ता बाह्य प्रकाश स्रोतहरू प्रयोग गरेर, ठोस अवस्था र डाई लेजरहरूमा सामान्य छ। इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज विधिहरू सामान्यतया ग्यास लेजरहरूमा प्रयोग गरिन्छ, जबकि अर्धचालक लेजरहरूले प्राय: इलेक्ट्रोन इंजेक्शन प्रयोग गर्छन्। यी पम्पिङ मेकानिजमहरूको दक्षता, विशेष गरी डायोड-पम्प गरिएको ठोस-स्टेट लेजरहरूमा, हालको अनुसन्धानको महत्त्वपूर्ण फोकस भएको छ, उच्च दक्षता र कम्प्याक्टनेस प्रदान गर्दै[3].
पम्पिङ दक्षतामा प्राविधिक विचारहरू
पम्पिंग प्रक्रियाको दक्षता लेजर डिजाइनको एक महत्वपूर्ण पक्ष हो, समग्र प्रदर्शन र अनुप्रयोग उपयुक्ततालाई असर गर्छ। ठोस-स्टेट लेजरहरूमा, पम्प स्रोतको रूपमा फ्ल्यासल्याम्प र लेजर डायोडहरू बीचको छनौटले प्रणालीको दक्षता, थर्मल लोड, र बीमको गुणस्तरलाई महत्त्वपूर्ण रूपमा असर गर्न सक्छ। उच्च-शक्ति, उच्च-दक्षता लेजर डायोडहरूको विकासले DPSS लेजर प्रणालीहरूमा क्रान्तिकारी परिवर्तन गरेको छ, थप कम्प्याक्ट र कुशल डिजाइनहरू सक्षम पार्दै[4].
अप्टिकल गुहा: लेजर बीम इन्जिनियरिङ
गुहा डिजाइन: भौतिक विज्ञान र ईन्जिनियरिङ् को सन्तुलन अधिनियम
अप्टिकल गुहा, वा रेजोनेटर, एक निष्क्रिय घटक मात्र होइन तर लेजर बीमलाई आकार दिन एक सक्रिय सहभागी हो। दर्पणको वक्रता र पङ्क्तिबद्धता सहित गुहाको डिजाइनले लेजरको स्थिरता, मोड संरचना र आउटपुट निर्धारण गर्नमा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ। घाटा कम गर्दा अप्टिकल लाभ बृद्धि गर्न गुहा डिजाइन गरिनु पर्छ, एक चुनौती जसले अप्टिकल इन्जिनियरिङलाई तरंग अप्टिक्ससँग जोड्दछ।5.
दोलन अवस्था र मोड चयन
लेजर दोलन हुनको लागि, माध्यमद्वारा प्रदान गरिएको लाभ गुहा भित्रको घाटा भन्दा बढी हुनुपर्छ। यो अवस्था, सुसंगत तरंग सुपरपोजिसनको आवश्यकतासँग जोडिएको, केवल निश्चित अनुदैर्ध्य मोडहरू समर्थित छन् भनेर निर्देशन दिन्छ। मोड स्पेसिङ र समग्र मोड संरचना गुहाको भौतिक लम्बाइ र लाभ मध्यमको अपवर्तक सूचकांकबाट प्रभावित हुन्छ।6].
निष्कर्ष
लेजर प्रणालीको डिजाइन र सञ्चालनले भौतिक विज्ञान र ईन्जिनियरिङ् सिद्धान्तहरूको फराकिलो स्पेक्ट्रमलाई समेट्छ। लाभको माध्यमलाई नियन्त्रण गर्ने क्वान्टम मेकानिक्सबाट अप्टिकल गुहाको जटिल इन्जिनियरिङसम्म, लेजर प्रणालीको प्रत्येक घटकले यसको समग्र कार्यक्षमतामा महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छ। यस लेखले लेजर टेक्नोलोजीको जटिल संसारमा एक झलक प्रदान गरेको छ, अन्तर्दृष्टि प्रदान गर्दछ जुन क्षेत्रका प्रोफेसरहरू र अप्टिकल इन्जिनियरहरूको उन्नत समझसँग प्रतिध्वनित हुन्छ।
सन्दर्भहरू
- 1. Siegman, AE (1986)। लेजरहरू। विश्वविद्यालय विज्ञान पुस्तकहरू।
- 2. स्वेल्टो, ओ। (2010)। लेजर को सिद्धान्त। स्प्रिंगर।
- ३. कोचेनर, डब्ल्यू. (२००६)। ठोस राज्य लेजर ईन्जिनियरिङ्। स्प्रिंगर।
- 4. पाइपर, जेए, र मिल्ड्रेन, आरपी (2014)। डायोड पम्प्ड ठोस राज्य लेजरहरू। लेजर टेक्नोलोजी र अनुप्रयोगहरूको ह्यान्डबुकमा (भोल्युम III)। CRC प्रेस।
- 5. Milonni, PW, र Eberly, JH (2010)। लेजर भौतिकी। विली।
- 6. Silfvast, WT (2004)। लेजर आधारभूत कुरा। क्याम्ब्रिज विश्वविद्यालय प्रेस।
पोस्ट समय: नोभेम्बर-27-2023