DPSS લેસરનો કાર્યકારી સિદ્ધાંત

1. ડાયોડ પમ્પિંગ:

આ પ્રક્રિયા લેસર ડાયોડથી શરૂ થાય છે, જે ઇન્ફ્રારેડ પ્રકાશ ઉત્સર્જિત કરે છે. આ પ્રકાશનો ઉપયોગ Nd:YAG ક્રિસ્ટલને "પંપ" કરવા માટે થાય છે, જેનો અર્થ છે કે તે યટ્રીયમ એલ્યુમિનિયમ ગાર્નેટ ક્રિસ્ટલ જાળીમાં જડિત નિયોડીમિયમ આયનોને ઉત્તેજિત કરે છે. લેસર ડાયોડને Nd આયનોના શોષણ સ્પેક્ટ્રમ સાથે મેળ ખાતી તરંગલંબાઇ સાથે ટ્યુન કરવામાં આવે છે, જે કાર્યક્ષમ ઊર્જા ટ્રાન્સફર સુનિશ્ચિત કરે છે.

2. Nd:YAG ક્રિસ્ટલ:

Nd:YAG સ્ફટિક એ સક્રિય લાભ માધ્યમ છે. જ્યારે પમ્પિંગ પ્રકાશ દ્વારા નિયોડીમિયમ આયનો ઉત્તેજિત થાય છે, ત્યારે તેઓ ઊર્જા શોષી લે છે અને ઉચ્ચ ઊર્જા સ્થિતિમાં જાય છે. ટૂંકા ગાળા પછી, આ આયનો પાછા નીચી ઊર્જા સ્થિતિમાં સંક્રમણ કરે છે, તેમની સંગ્રહિત ઊર્જા ફોટોનના સ્વરૂપમાં મુક્ત કરે છે. આ પ્રક્રિયાને સ્વયંભૂ ઉત્સર્જન કહેવામાં આવે છે.

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

3. વસ્તી વ્યુત્ક્રમ અને ઉત્તેજિત ઉત્સર્જન:

લેસર ક્રિયા થવા માટે, વસ્તી વ્યુત્ક્રમ પ્રાપ્ત કરવો આવશ્યક છે, જ્યાં ઓછી ઉર્જા સ્થિતિ કરતાં વધુ આયનો ઉત્તેજિત સ્થિતિમાં હોય છે. જેમ જેમ ફોટોન લેસર પોલાણના અરીસાઓ વચ્ચે આગળ અને પાછળ ઉછળે છે, તેમ તેમ તેઓ ઉત્તેજિત Nd આયનોને સમાન તબક્કા, દિશા અને તરંગલંબાઇના વધુ ફોટોન મુક્ત કરવા માટે ઉત્તેજિત કરે છે. આ પ્રક્રિયાને ઉત્તેજિત ઉત્સર્જન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, અને તે સ્ફટિકની અંદર પ્રકાશની તીવ્રતામાં વધારો કરે છે.

૪. લેસર કેવિટી:

લેસર પોલાણમાં સામાન્ય રીતે Nd:YAG ક્રિસ્ટલના બંને છેડા પર બે અરીસાઓ હોય છે. એક અરીસો ખૂબ જ પ્રતિબિંબિત હોય છે, અને બીજો આંશિક રીતે પ્રતિબિંબિત હોય છે, જે લેસર આઉટપુટ તરીકે થોડો પ્રકાશ બહાર નીકળવા દે છે. પોલાણ પ્રકાશ સાથે પડઘો પાડે છે, ઉત્તેજિત ઉત્સર્જનના વારંવાર 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 માર્ગમાં એક આવર્તન-બમણું સ્ફટિક (જેમ કે KTP - પોટેશિયમ ટાઇટેનાઇલ ફોસ્ફેટ) મૂકવામાં આવે છે. આ સ્ફટિકમાં બિન-રેખીય ઓપ્ટિકલ ગુણધર્મ છે જે તેને મૂળ ઇન્ફ્રારેડ પ્રકાશના બે ફોટોન લેવા અને તેમને બમણી ઉર્જા સાથે એક ફોટોનમાં જોડવાની મંજૂરી આપે છે, અને તેથી, પ્રારંભિક પ્રકાશની અડધી તરંગલંબાઇ. આ પ્રક્રિયાને સેકન્ડ હાર્મોનિક જનરેશન (SHG) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

6. લીલા પ્રકાશનું આઉટપુટ:

આ ફ્રીક્વન્સી બમણી થવાના પરિણામે 532 nm પર તેજસ્વી લીલો પ્રકાશ ઉત્સર્જન થાય છે. આ લીલો પ્રકાશ પછી લેસર પોઇન્ટર, લેસર શો, માઇક્રોસ્કોપીમાં ફ્લોરોસેન્સ ઉત્તેજના અને તબીબી પ્રક્રિયાઓ સહિત વિવિધ એપ્લિકેશનો માટે વાપરી શકાય છે.

આ સમગ્ર પ્રક્રિયા ખૂબ જ કાર્યક્ષમ છે અને કોમ્પેક્ટ અને વિશ્વસનીય ફોર્મેટમાં ઉચ્ચ-શક્તિ, સુસંગત લીલા પ્રકાશનું ઉત્પાદન કરવાની મંજૂરી આપે છે. DPSS લેસરની સફળતાની ચાવી સોલિડ-સ્ટેટ ગેઇન મીડિયા (Nd:YAG ક્રિસ્ટલ), કાર્યક્ષમ ડાયોડ પમ્પિંગ અને પ્રકાશની ઇચ્છિત તરંગલંબાઇ પ્રાપ્ત કરવા માટે અસરકારક આવર્તન બમણીકરણનું સંયોજન છે.