लेजरहरूको पल्स ऊर्जा

लेजरको पल्स ऊर्जाले प्रति एकाइ समय लेजर पल्सद्वारा प्रसारित ऊर्जालाई जनाउँछ। सामान्यतया, लेजरहरूले निरन्तर तरंगहरू (CW) वा पल्स्ड तरंगहरू उत्सर्जन गर्न सक्छन्, जसमा पछिल्लो विशेष गरी धेरै अनुप्रयोगहरू जस्तै सामग्री प्रशोधन, रिमोट सेन्सिङ, चिकित्सा उपकरण, र वैज्ञानिक अनुसन्धानमा महत्त्वपूर्ण हुन्छ। लेजर पल्स ऊर्जाको विशेषताहरू बुझ्नु यसको कार्यसम्पादन अनुकूलन गर्न र अनुप्रयोग दक्षता सुधार गर्न महत्त्वपूर्ण छ।

१. पल्स ऊर्जाको परिभाषा र मापन

लेजर पल्स ऊर्जा भनेको प्रत्येक लेजर पल्सद्वारा निस्कने ऊर्जा हो, जुन सामान्यतया जुल (J) मा मापन गरिन्छ। निरन्तर तरंग (CW) लेजरहरूको विपरीत, स्पंदित लेजरहरूले छोटो समयमा ऊर्जा निस्कासन गर्छन्, र ऊर्जाको परिमाण सामान्यतया पल्स अवधि (पल्स चौडाइ) र शिखर शक्तिसँग सम्बन्धित हुन्छ।

पल्स ऊर्जा निम्न सूत्र प्रयोग गरेर गणना गर्न सकिन्छ: E = Ppeak × τ. जहाँ E पल्स ऊर्जा (जूल्स) हो, Ppeak पल्सको शिखर शक्ति (वाट) हो, र τ पल्स अवधि (सेकेन्ड) हो। यसको मतलब पल्स ऊर्जा सिधै शिखर शक्ति र पल्स चौडाइ दुवैसँग सम्बन्धित छ।

२. पल्स ऊर्जालाई असर गर्ने कारकहरू

लेजरको पल्स ऊर्जालाई धेरै कारकहरूले प्रभाव पार्छन्, जसमा समावेश छन्:

①लेजर डिजाइन र प्रकार:
विभिन्न प्रकारका लेजरहरूले पल्स ऊर्जाको आकारलाई असर गर्छन्। उदाहरणका लागि, ठोस-अवस्था लेजरहरूले सामान्यतया उच्च पल्स ऊर्जा प्रदान गर्छन्, उच्च पावर आउटपुट आवश्यक पर्ने अनुप्रयोगहरूको लागि उपयुक्त। अर्कोतर्फ, फाइबर लेजरहरूले आफ्नो तरंगदैर्ध्य समायोजन गरेर उच्च पावरको साथ पल्स उत्पादन गर्न सक्छन्।

②पल्स अवधि (पल्स चौडाइ):
पल्स चौडाइ जति छोटो हुन्छ, दिइएको समयमा शिखर शक्ति त्यति नै उच्च हुन्छ, जसले उच्च पल्स ऊर्जाको लागि अनुमति दिन्छ। पल्स्ड लेजरहरूमा पल्स चौडाइ सामान्यतया नानोसेकेन्ड र पिकोसेकेन्ड बीच समायोज्य हुन्छ, छोटो पल्सहरू तिनीहरूको उच्च शिखर शक्तिको कारणले उच्च-परिशुद्धता अनुप्रयोगहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।

③लेजर पावर र ऊर्जा रूपान्तरण दक्षता:
लेजरको दक्षताले प्रत्यक्ष रूपमा ऊर्जा उत्पादन निर्धारण गर्छ। केही लेजर प्रणालीहरूले लाभ माध्यम वा लेजर गुहाको डिजाइनलाई अनुकूलन गरेर रूपान्तरण दक्षता बढाउन सक्छन्, जसले गर्दा पल्स ऊर्जा बढ्छ।

④लेजर एम्पलीफायरहरू:
धेरै उच्च-शक्ति लेजर प्रणालीहरूमा, उत्पादन ऊर्जा बढाउन एम्पलीफायरहरू प्रयोग गरिन्छ। बहु-चरण प्रवर्धन मार्फत, पल्स ऊर्जालाई उल्लेखनीय रूपमा बढाउन सकिन्छ।

⑤लेजर ड्राइभ करेन्ट:
लेजर डायोड वा लेजर प्रणालीको ड्राइभ करेन्ट यसको आउटपुट पावर र पल्स उर्जालाई प्रभाव पार्ने एक प्रमुख कारक हो। करेन्ट समायोजन गरेर, लेजरको उत्तेजना अवस्था परिमार्जन गर्न सकिन्छ, जसले गर्दा पल्स उर्जा आउटपुटलाई असर गर्छ।

३. लेजर पल्स ऊर्जाको प्रयोग

लेजर पल्स ऊर्जाको आकारले विभिन्न क्षेत्रहरूको लागि यसको उपयुक्तता निर्धारण गर्दछ। केही विशिष्ट अनुप्रयोगहरू समावेश छन्:

①सामग्री प्रशोधन:
लेजर वेल्डिङ, काट्ने र उत्कीर्णनमा, कुशल र उच्च-परिशुद्धता प्रशोधन प्राप्त गर्न पल्स ऊर्जालाई सटीक रूपमा नियन्त्रण गर्न सकिन्छ। उच्च पल्स ऊर्जा धातु सामग्री प्रशोधन गर्न उपयुक्त छ, जबकि कम-ऊर्जा पल्सहरू राम्रो सतह उपचारको लागि प्रयोग गरिन्छ।

②चिकित्सा अनुप्रयोगहरू:
पल्स्ड लेजरहरू चिकित्सा क्षेत्रमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ, विशेष गरी लेजर शल्यक्रिया, छाला उपचार, र आँखा उपचारको लागि। उदाहरणका लागि, उच्च ऊर्जा भएका पल्स्ड लेजरहरूले रोगग्रस्त तन्तुहरू हटाउन वा आँखाको अवस्थाको उपचार गर्न विशिष्ट तरंगदैर्ध्यको लेजर ऊर्जालाई साना क्षेत्रहरूमा केन्द्रित गर्न सक्छन्।

③LiDAR र रिमोट सेन्सिङ:
LiDAR प्रविधि सटीक रेन्जिङ र इमेजिङको लागि उच्च पल्स ऊर्जा लेजरहरूमा निर्भर गर्दछ। वातावरणीय अनुगमन, स्वायत्त ड्राइभिङ, र ड्रोन निगरानीमा, पल्स ऊर्जा आकारले LiDAR प्रणालीको पत्ता लगाउने दूरी र रिजोल्युसनमा प्रत्यक्ष असर गर्छ।

④वैज्ञानिक अनुसन्धान:
स्पन्दित लेजरहरूले भौतिकशास्त्र, रसायन विज्ञान र जीवविज्ञानका प्रयोगहरूमा पनि महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्छन्। पल्स ऊर्जालाई सटीक रूपमा नियन्त्रण गरेर, वैज्ञानिकहरूले उच्च-परिशुद्धता लेजर-प्रेरित स्पेक्ट्रोस्कोपी, कण त्वरण, र लेजर शीतलन अनुसन्धान गर्न सक्छन्।

४. पल्स ऊर्जा बढाउने तरिकाहरू

लेजर पल्स ऊर्जा बढाउने सामान्य तरिकाहरू समावेश छन्:

①मध्यम अनुकूलन प्राप्त गर्नुहोस्:
उपयुक्त लाभ माध्यम चयन गरेर र लेजर गुहाको डिजाइनलाई अनुकूलन गरेर, लेजरको उत्पादन ऊर्जा बढाउन सकिन्छ।

②बहु-चरण लेजर प्रवर्धन:
बहु-चरण एम्पलीफायरहरूले विभिन्न अनुप्रयोगहरूको आवश्यकताहरू पूरा गर्न लेजरको पल्स ऊर्जालाई बिस्तारै बढाउन सक्छन्।

③ड्राइभ करेन्ट वा पल्स चौडाइ बढाउने:
लेजरको ड्राइभ करेन्ट वा पल्स चौडाइ समायोजन गर्नाले ठूलो पल्स ऊर्जा प्राप्त हुन सक्छ।

④पल्स कम्प्रेसन प्रविधि:
पल्स कम्प्रेसन प्रविधिहरू प्रयोग गरेर, पल्सको अवधि छोटो बनाउन सकिन्छ, यसको अधिकतम शक्ति बढाउन र छोटो समयमा बढी ऊर्जा निस्कासन गर्न सकिन्छ।

५. निष्कर्ष

लेजर पल्स एनर्जी एक प्रमुख प्यारामिटर हो जसले विभिन्न क्षेत्रहरूमा लेजरहरूको कार्यसम्पादन र प्रयोगलाई प्रत्यक्ष रूपमा प्रभाव पार्छ। लेजर प्रविधिमा निरन्तर प्रगतिसँगै, धेरै उद्योगहरूमा पल्स्ड लेजरहरूको व्यापक प्रयोग हुनेछ। परिशुद्धता मेसिनिङदेखि रिमोट सेन्सिङ र चिकित्सा उपचारसम्म, पल्स्ड लेजरहरूको उच्च ऊर्जा उत्पादनले नयाँ सम्भावनाहरू खोल्छ। पल्स ऊर्जाको आधारभूत अवधारणाहरू र यसको प्रभाव पार्ने कारकहरू बुझ्नाले लेजर प्रणालीहरू डिजाइन र लागू गर्दा थप वैज्ञानिक छनौटहरू गर्न मद्दत गर्न सक्छ।