लेजर भनेको के हो? लेजर उत्पादनको सिद्धान्त

लेजर मानवताको महत्त्वपूर्ण आविष्कारहरू मध्ये एक हो, जसलाई "सबैभन्दा चम्किलो प्रकाश" भनेर चिनिन्छ। दैनिक जीवनमा, हामी प्रायः लेजर ब्यूटी, लेजर वेल्डिंग, लेजर लामखुट्टे मार्ने, र यस्तै विभिन्न लेजर अनुप्रयोगहरू देख्न सक्छौं। आज, लेजरहरू र तिनीहरूको पुस्ता पछाडिका सिद्धान्तहरूको विस्तृत बुझाइ गरौं।

लेजर भनेको के हो?

लेजर भनेको प्रकाशको विशेष किरण उत्पन्न गर्न लेजर प्रयोग गर्ने प्रकाश स्रोत हो। लेजरले उत्तेजित विकिरणको प्रक्रिया मार्फत बाह्य प्रकाश स्रोत वा शक्ति स्रोतबाट ऊर्जा सामग्रीमा इनपुट गरेर लेसिङ प्रकाश उत्पन्न गर्छ।

लेजर भनेको सक्रिय माध्यम (जस्तै ग्याँस, ठोस, वा तरल) बाट बनेको अप्टिकल उपकरण हो जसले प्रकाशलाई प्रवर्द्धन गर्न सक्छ र अप्टिकल रिफ्लेक्टर। लेजरमा सक्रिय माध्यम सामान्यतया चयन गरिएको र प्रशोधित सामग्री हो, र यसको विशेषताहरूले लेजरको आउटपुट तरंगदैर्ध्य निर्धारण गर्दछ।

लेजरहरूद्वारा उत्पन्न हुने प्रकाशका धेरै विशिष्ट विशेषताहरू छन्:

पहिलो, लेजरहरू धेरै कडा आवृत्ति र तरंगदैर्ध्य भएका मोनोक्रोमेटिक प्रकाश हुन्, जसले केही विशेष अप्टिकल आवश्यकताहरू पूरा गर्न सक्छन्।

दोस्रो, लेजर सुसंगत प्रकाश हो, र प्रकाश तरंगहरूको चरण धेरै सुसंगत हुन्छ, जसले लामो दूरीमा अपेक्षाकृत स्थिर प्रकाश तीव्रता कायम राख्न सक्छ।

तेस्रो, लेजरहरू धेरै साँघुरो बीमहरू र उत्कृष्ट फोकसिङको साथ अत्यधिक दिशात्मक प्रकाश हुन्, जुन उच्च स्थानिय रिजोल्युसन प्राप्त गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।

लेजर प्रकाशको स्रोत हो

लेजर उत्पादनको सिद्धान्त

लेजरको उत्पादनमा तीन आधारभूत भौतिक प्रक्रियाहरू समावेश हुन्छन्: उत्तेजित विकिरण, सहज उत्सर्जन, र उत्तेजित अवशोषण।

Sटिमुलेटेड रेडिएसन

उत्तेजित विकिरण लेजर उत्पादनको लागि महत्वपूर्ण तत्व हो। जब उच्च ऊर्जा स्तरमा रहेको इलेक्ट्रोन अर्को फोटोनद्वारा उत्तेजित हुन्छ, यसले त्यो फोटोनको दिशामा उही ऊर्जा, आवृत्ति, चरण, ध्रुवीकरण अवस्था र प्रसार दिशा भएको फोटोन उत्सर्जन गर्दछ। यो प्रक्रियालाई उत्तेजित विकिरण भनिन्छ। अर्थात्, एक फोटोनले उत्तेजित विकिरणको प्रक्रिया मार्फत समान फोटोनलाई "क्लोन" गर्न सक्छ, जसले गर्दा प्रकाशको प्रवर्धन प्राप्त हुन्छ।

Sआकस्मिक उत्सर्जन

जब कुनै परमाणु, आयन, वा अणुको इलेक्ट्रोन उच्च ऊर्जा स्तरबाट कम ऊर्जा स्तरमा संक्रमण हुन्छ, यसले निश्चित मात्रामा ऊर्जाको फोटानहरू छोड्छ, जसलाई स्वतःस्फूर्त उत्सर्जन भनिन्छ। यस्ता फोटानहरूको उत्सर्जन अनियमित हुन्छ, र उत्सर्जित फोटानहरू बीच कुनै सुसंगतता हुँदैन, जसको अर्थ तिनीहरूको चरण, ध्रुवीकरण अवस्था, र प्रसार दिशा सबै अनियमित हुन्छन्।

Sगतिशील अवशोषण

जब कम ऊर्जा स्तरमा रहेको इलेक्ट्रोनले आफ्नो बराबर ऊर्जा स्तर भिन्नता भएको फोटोनलाई अवशोषित गर्छ, तब यो उच्च ऊर्जा स्तरमा उत्तेजित हुन सक्छ। यो प्रक्रियालाई उत्तेजित अवशोषण भनिन्छ।

लेजरहरूमा, उत्तेजित विकिरण प्रक्रियालाई बढाउनको लागि दुई समानान्तर ऐनाहरू मिलेर बनेको अनुनाद गुहा सामान्यतया प्रयोग गरिन्छ। एउटा ऐना पूर्ण परावर्तन ऐना हो, र अर्को ऐना अर्ध परावर्तन ऐना हो, जसले लेजरको एक भागलाई पार गर्न अनुमति दिन सक्छ।

लेजर माध्यममा रहेका फोटोनहरू दुई ऐनाहरू बीच अगाडि पछाडि परावर्तित हुन्छन्, र प्रत्येक परावर्तनले उत्तेजित विकिरण प्रक्रिया मार्फत बढी फोटोनहरू उत्पादन गर्दछ, जसले गर्दा प्रकाशको प्रवर्धन हुन्छ। जब प्रकाशको तीव्रता निश्चित हदसम्म बढ्छ, अर्ध-परावर्तक ऐना मार्फत लेजर उत्पन्न हुन्छ।