DPSS લેસરનો કાર્યકારી સિદ્ધાંત

1. ડાયોડ પમ્પિંગ:

પ્રક્રિયા લેસર ડાયોડથી શરૂ થાય છે, જે ઇન્ફ્રારેડ પ્રકાશનું ઉત્સર્જન કરે છે. આ પ્રકાશનો ઉપયોગ Nd:YAG ક્રિસ્ટલને "પમ્પ" કરવા માટે થાય છે, એટલે કે તે યટ્રીયમ એલ્યુમિનિયમ ગાર્નેટ ક્રિસ્ટલ જાળીમાં જડિત નિયોડીમિયમ આયનોને ઉત્તેજિત કરે છે. લેસર ડાયોડને તરંગલંબાઇ સાથે ટ્યુન કરવામાં આવે છે જે Nd આયનોના શોષણ સ્પેક્ટ્રમ સાથે મેળ ખાય છે, જે કાર્યક્ષમ ઉર્જા ટ્રાન્સફરને સુનિશ્ચિત કરે છે.

2. Nd:YAG ક્રિસ્ટલ:

Nd:YAG ક્રિસ્ટલ સક્રિય ગેઇન માધ્યમ છે. જ્યારે નિયોડીમિયમ આયનો પમ્પિંગ લાઇટ દ્વારા ઉત્તેજિત થાય છે, ત્યારે તેઓ ઊર્જાને શોષી લે છે અને ઉચ્ચ ઊર્જા સ્થિતિમાં જાય છે. ટૂંકા ગાળા પછી, આ આયનો નીચલી ઉર્જા અવસ્થામાં પાછા ફરે છે, તેમની સંગ્રહિત ઊર્જા ફોટોનના સ્વરૂપમાં મુક્ત કરે છે. આ પ્રક્રિયાને સ્વયંસ્ફુરિત ઉત્સર્જન કહેવામાં આવે છે.

[વધુ વાંચો:શા માટે આપણે DPSS લેસરમાં ગેઇન માધ્યમ તરીકે Nd YAG ક્રિસ્ટલનો ઉપયોગ કરી રહ્યા છીએ? ]

3. વસ્તી વ્યુત્ક્રમ અને ઉત્તેજિત ઉત્સર્જન:

લેસર ક્રિયા થાય તે માટે, વસ્તી વ્યુત્ક્રમણ પ્રાપ્ત કરવું આવશ્યક છે, જ્યાં ઓછી ઉર્જા અવસ્થા કરતાં વધુ આયનો ઉત્સાહિત સ્થિતિમાં હોય છે. જેમ જેમ ફોટોન લેસર પોલાણના અરીસાઓ વચ્ચે આગળ-પાછળ ઉછળે છે, તેમ તેઓ ઉત્તેજિત Nd આયનોને સમાન તબક્કા, દિશા અને તરંગલંબાઇના વધુ ફોટોન છોડવા માટે ઉત્તેજીત કરે છે. આ પ્રક્રિયાને ઉત્તેજિત ઉત્સર્જન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, અને તે સ્ફટિકની અંદર પ્રકાશની તીવ્રતાને વિસ્તૃત કરે છે.

4. લેસર કેવિટી:

લેસર પોલાણમાં સામાન્ય રીતે Nd:YAG ક્રિસ્ટલના બંને છેડે બે અરીસાઓ હોય છે. એક અરીસો અત્યંત પ્રતિબિંબીત છે, અને બીજો આંશિક રીતે પ્રતિબિંબીત છે, જે લેસર આઉટપુટ તરીકે થોડો પ્રકાશ બહાર નીકળવા દે છે. પોલાણ પ્રકાશ સાથે પડઘો પાડે છે, ઉત્તેજિત ઉત્સર્જનના પુનરાવર્તિત રાઉન્ડ દ્વારા તેને વિસ્તૃત કરે છે.

5. ફ્રીક્વન્સી ડબલિંગ (બીજી હાર્મોનિક જનરેશન):

મૂળભૂત આવર્તન પ્રકાશ (સામાન્ય રીતે Nd:YAG દ્વારા ઉત્સર્જિત 1064 nm) ને લીલા પ્રકાશ (532 nm) માં રૂપાંતરિત કરવા માટે, લેસરના પાથમાં ફ્રીક્વન્સી-ડબલિંગ ક્રિસ્ટલ (જેમ કે KTP - પોટેશિયમ ટાઇટનિલ ફોસ્ફેટ) મૂકવામાં આવે છે. આ સ્ફટિકમાં બિન-રેખીય ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મ છે જે તેને મૂળ ઇન્ફ્રારેડ પ્રકાશના બે ફોટોન લેવા અને તેને બમણી ઉર્જા સાથે એક જ ફોટોનમાં જોડવાની મંજૂરી આપે છે, અને તેથી, પ્રારંભિક પ્રકાશની અડધી તરંગલંબાઇ. આ પ્રક્રિયા સેકન્ડ હાર્મોનિક જનરેશન (SHG) તરીકે ઓળખાય છે.

6. ગ્રીન લાઇટનું આઉટપુટ:

આ આવર્તન બમણી થવાનું પરિણામ 532 એનએમ પર તેજસ્વી લીલા પ્રકાશનું ઉત્સર્જન છે. આ લીલી લાઇટનો ઉપયોગ લેસર પોઇન્ટર, લેસર શો, માઇક્રોસ્કોપીમાં ફ્લોરોસેન્સ ઉત્તેજના અને તબીબી પ્રક્રિયાઓ સહિત વિવિધ એપ્લિકેશનો માટે થઈ શકે છે.

આ સમગ્ર પ્રક્રિયા અત્યંત કાર્યક્ષમ છે અને કોમ્પેક્ટ અને વિશ્વસનીય ફોર્મેટમાં ઉચ્ચ-શક્તિ, સુસંગત લીલા પ્રકાશના ઉત્પાદન માટે પરવાનગી આપે છે. DPSS લેસરની સફળતાની ચાવી એ સોલિડ-સ્ટેટ ગેઇન મીડિયા (Nd:YAG ક્રિસ્ટલ), કાર્યક્ષમ ડાયોડ પમ્પિંગ અને પ્રકાશની ઇચ્છિત તરંગલંબાઇ હાંસલ કરવા માટે અસરકારક આવર્તન બમણુંનું સંયોજન છે.