October ક્ટોબર, 2023 ની સાંજે એક મહત્વપૂર્ણ ઘોષણામાં, વર્ષ 2023 ના ભૌતિકશાસ્ત્રમાં નોબેલ પુરસ્કાર અનાવરણ કરવામાં આવ્યું, જે એટોસેકન્ડ લેસર ટેકનોલોજીના ક્ષેત્રમાં અગ્રણી તરીકે મુખ્ય ભૂમિકાઓ ભજવનારા ત્રણ વૈજ્ .ાનિકોના ઉત્કૃષ્ટ યોગદાનને માન્યતા આપી.

"એટોસેકન્ડ લેસર" શબ્દ તેનું નામ અવિશ્વસનીય સંક્ષિપ્ત ટાઇમસ્કેલથી મેળવે છે, ખાસ કરીને એટોસેકન્ડ્સના ક્રમમાં, 10^-18 સેકંડને અનુરૂપ છે. આ તકનીકીના ગહન મહત્વને સમજવા માટે, એટોસેકન્ડ જે સૂચવે છે તેની મૂળભૂત સમજ સર્વોચ્ચ છે. એટોસેકન્ડ સમયના ખૂબ મિનિટનું એકમ તરીકે stands ભું છે, જે એક સેકંડના વ્યાપક સંદર્ભમાં સેકન્ડના એક અબજ અબજની રચના કરે છે. આને પરિપ્રેક્ષ્યમાં મૂકવા માટે, જો આપણે એક બીજા પર્વત સાથે સરખામણી કરવી હોય, તો એટોસેકન્ડ પર્વતના પાયા પર વસેલા રેતીના એક દાણા સમાન હશે. આ ક્ષણિક ટેમ્પોરલ અંતરાલમાં, પ્રકાશ પણ વ્યક્તિગત અણુના કદની સમાન અંતર ભાગ્યે જ પસાર કરી શકે છે. એટોસેકન્ડ લેસરોના ઉપયોગ દ્વારા, વૈજ્ scientists ાનિકો અણુ બંધારણોની અંદર ઇલેક્ટ્રોનની જટિલ ગતિશીલતાની ચકાસણી અને ચાલાકી કરવા માટે અભૂતપૂર્વ ક્ષમતા મેળવે છે, જે સિનેમેટિક સિક્વન્સમાં ફ્રેમ-બાય-ફ્રેમ સ્લો-મોશન રિપ્લેની સમાન છે, જેનાથી તેમના ઇન્ટરપ્લેમાં પ્રવેશ થાય છે.

એટસેકન્ડ લેસરોવૈજ્ .ાનિકો દ્વારા વિસ્તૃત સંશોધન અને સંયુક્ત પ્રયત્નોની પરાકાષ્ઠાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે, જેમણે અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસરોને ક્રાફ્ટ કરવા માટે નોનલાઇનર opt પ્ટિક્સના સિદ્ધાંતોનો ઉપયોગ કર્યો છે. તેમના આગમનથી અમને અણુઓ, પરમાણુઓ અને નક્કર સામગ્રીમાં ઇલેક્ટ્રોનની અંદરની ગતિશીલ પ્રક્રિયાઓના નિરીક્ષણ અને સંશોધન માટે નવીન લાભ બિંદુ આપવામાં આવ્યું છે.

એટોસેકન્ડ લેસરોની પ્રકૃતિને સ્પષ્ટ કરવા અને પરંપરાગત લેસરોની તુલનામાં તેમના બિનપરંપરાગત લક્ષણોની પ્રશંસા કરવા માટે, વ્યાપક "લેસર પરિવાર" માં તેમના વર્ગીકરણની શોધ કરવી હિતાવહ છે. તરંગલંબાઇ દ્વારા વર્ગીકરણ એટોસેકન્ડ લેસરો મુખ્યત્વે અલ્ટ્રાવાયોલેટની નરમ એક્સ-રે ફ્રીક્વન્સીઝની શ્રેણીમાં, પરંપરાગત લેસરોથી વિપરીત તેમની નોંધપાત્ર ટૂંકી તરંગલંબાઇને સૂચવે છે. આઉટપુટ મોડ્સની દ્રષ્ટિએ, એટોસેકન્ડ લેસરો સ્પંદિત લેસરોની કેટેગરીમાં આવે છે, જે તેમના ખૂબ જ ટૂંકા પલ્સ અવધિ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. સ્પષ્ટતા માટે સાદ્રશ્ય દોરવા માટે, કોઈ પણ પ્રકાશના બીમનું ઉત્સર્જન કરતી ફ્લેશલાઇટની જેમ સતત-તરંગ લેસરોની કલ્પના કરી શકે છે, જ્યારે સ્પંદિત લેસરો સ્ટ્રોબ લાઇટ જેવું લાગે છે, જે ઝડપથી પ્રકાશ અને અંધકારના સમયગાળા વચ્ચે વૈકલ્પિક છે. સારમાં, એટોસેકન્ડ લેસરો પ્રકાશ અને અંધકારની અંદર ધબકારા વર્તન દર્શાવે છે, તેમ છતાં, બંને રાજ્યો વચ્ચેનું તેમનું સંક્રમણ આશ્ચર્યજનક આવર્તન પર સ્થાનાંતરિત થાય છે, એટોસેકન્ડ્સના ક્ષેત્રમાં પહોંચે છે.

પાવર દ્વારા વધુ વર્ગીકરણ લેસરોને ઓછી શક્તિ, મધ્યમ-શક્તિ અને ઉચ્ચ-શક્તિના કૌંસમાં મૂકે છે. એટોસેકન્ડ લેસરો તેમના અત્યંત ટૂંકા પલ્સ અવધિને કારણે ઉચ્ચ પીક ​​પાવર પ્રાપ્ત કરે છે, પરિણામે ઉચ્ચારણ પીક પાવર (પી) - એકમ સમય દીઠ energy ર્જાની તીવ્રતા તરીકે વ્યાખ્યાયિત થાય છે (પી = ડબલ્યુ/ટી). તેમ છતાં વ્યક્તિગત એટોસેકન્ડ લેસર કઠોળ અપવાદરૂપે મોટી energy ર્જા (ડબ્લ્યુ) ન હોઈ શકે, તેમનો સંક્ષિપ્તમાં ટેમ્પોરલ હદ (ટી) તેમને એલિવેટેડ પીક પાવર આપે છે.

એપ્લિકેશન ડોમેન્સની દ્રષ્ટિએ, લેસરો industrial દ્યોગિક, તબીબી અને વૈજ્ .ાનિક એપ્લિકેશનોને સમાવિષ્ટ સ્પેક્ટ્રમમાં ફેલાય છે. એટોસેકન્ડ લેસરો મુખ્યત્વે વૈજ્ .ાનિક સંશોધનના ક્ષેત્રમાં તેમનો માળખું શોધી કા .ે છે, ખાસ કરીને ભૌતિકશાસ્ત્ર અને રસાયણશાસ્ત્રના ડોમેન્સમાં ઝડપથી વિકસતી ઘટનાની શોધમાં, માઇક્રોકોસ્મિક વિશ્વની સ્વીફ્ટ ગતિશીલ પ્રક્રિયાઓમાં વિંડોની ઓફર કરે છે.

લેસર માધ્યમ દ્વારા વર્ગીકરણ લેસરોને ગેસ લેસરો, સોલિડ-સ્ટેટ લેસરો, લિક્વિડ લેસરો અને સેમિકન્ડક્ટર લેસરો તરીકે વર્ણવે છે. એટોસેકન્ડ લેસરોની પે generation ી સામાન્ય રીતે ગેસ લેસર મીડિયા પર ટકી રહે છે, ઉચ્ચ ક્રમના હાર્મોનિક્સને ઉત્તેજીત કરવા માટે નોનલાઇનર opt પ્ટિકલ અસરોને મૂડીરોકાણ કરે છે.

સારાંશમાં, એટોસેકન્ડ લેસરો ટૂંકા-પલ્સ લેસરોનો એક અનન્ય વર્ગ બનાવે છે, જે તેમના અસાધારણ ટૂંકા પલ્સ અવધિ દ્વારા અલગ પડે છે, સામાન્ય રીતે એટોસેકન્ડ્સમાં માપવામાં આવે છે. પરિણામે, તેઓ અણુઓ, પરમાણુઓ અને નક્કર સામગ્રીની અંદર ઇલેક્ટ્રોનની અલ્ટ્રાફાસ્ટ ગતિશીલ પ્રક્રિયાઓનું નિરીક્ષણ અને નિયંત્રણ કરવા માટે અનિવાર્ય સાધનો બની ગયા છે.

એટોસેકન્ડ લેસર જનરેશનની વિસ્તૃત પ્રક્રિયા

એટોસેકન્ડ લેસર ટેકનોલોજી વૈજ્ .ાનિક નવીનતામાં મોખરે .ભી છે, તેની પે generation ી માટે પરિસ્થિતિના રસપ્રદ સખત સમૂહની ગૌરવ ધરાવે છે. એટોસેકન્ડ લેસર જનરેશનની જટિલતાઓને સ્પષ્ટ કરવા માટે, અમે તેના અંતર્ગત સિદ્ધાંતોના સંક્ષિપ્ત પ્રદર્શનથી પ્રારંભ કરીએ છીએ, ત્યારબાદ રોજિંદા અનુભવોથી ઉદ્દભવેલા આબેહૂબ રૂપકો આવે છે. સંબંધિત ભૌતિકશાસ્ત્રની જટિલતાઓમાં અંધકારમય વાચકોએ નિરાશાની જરૂર નથી, કારણ કે આગામી રૂપકો એટોસેકન્ડ લેસરોના પાયાના ભૌતિકશાસ્ત્રને સુલભ બનાવવાનું લક્ષ્ય રાખે છે.

એટોસેકન્ડ લેસર્સની પે generation ી પ્રક્રિયા મુખ્યત્વે હાઇ હાર્મોનિક જનરેશન (એચએચજી) તરીકે ઓળખાતી તકનીક પર આધાર રાખે છે. પ્રથમ, ઉચ્ચ-તીવ્રતાવાળા ફેમ્ટોસેકન્ડ (10^-15 સેકંડ) નો બીમ ગેસિયસ લક્ષ્ય સામગ્રી પર ચુસ્તપણે કેન્દ્રિત છે. એ નોંધવું યોગ્ય છે કે ફેમ્ટોસેકન્ડ લેસરો, એટોસેકન્ડ લેસરોની જેમ, ટૂંકા પલ્સ અવધિ અને ઉચ્ચ પીક ​​પાવર ધરાવવાની લાક્ષણિકતાઓ શેર કરે છે. તીવ્ર લેસર ક્ષેત્રના પ્રભાવ હેઠળ, ગેસ અણુઓની અંદરના ઇલેક્ટ્રોને ક્ષણભર તેમના અણુ ન્યુક્લીથી મુક્ત કરવામાં આવે છે, ક્ષણિક રૂપે મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનની સ્થિતિમાં પ્રવેશ કરે છે. જેમ જેમ આ ઇલેક્ટ્રોન લેસર ક્ષેત્રના જવાબમાં ઓસિલેટ કરે છે, આખરે તેઓ તેમના માતાપિતા અણુ ન્યુક્લી સાથે પાછા ફરે છે અને નવી ઉચ્ચ- energy ર્જા રાજ્યો બનાવે છે.

આ પ્રક્રિયા દરમિયાન, ઇલેક્ટ્રોન અત્યંત vel ંચા વેગ પર આગળ વધે છે, અને અણુ ન્યુક્લી સાથે પુન omb સંગ્રહ કર્યા પછી, તેઓ ઉચ્ચ હાર્મોનિક ઉત્સર્જનના રૂપમાં વધારાની energy ર્જા મુક્ત કરે છે, ઉચ્ચ- energy ર્જાના ફોટોન તરીકે પ્રગટ થાય છે.

આ નવા ઉત્પન્ન થયેલી ઉચ્ચ- energy ર્જા ફોટોનની આવર્તન મૂળ લેસર આવર્તનના પૂર્ણાંક ગુણાકાર છે, જેને ઉચ્ચ ક્રમમાં હાર્મોનિક્સ કહેવામાં આવે છે તે રચાય છે, જ્યાં "હાર્મોનિક્સ" એ ફ્રીક્વન્સીઝ સૂચવે છે જે મૂળ આવર્તનના અભિન્ન ગુણાકાર છે. એટોસેકન્ડ લેસરોને પ્રાપ્ત કરવા માટે, આ હાઇ-ઓર્ડર હાર્મોનિક્સને ફિલ્ટર અને ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવું જરૂરી બને છે, ચોક્કસ હાર્મોનિક્સ પસંદ કરે છે અને તેમને કેન્દ્રીય બિંદુમાં કેન્દ્રિત કરે છે. જો ઇચ્છિત હોય, તો પલ્સ કમ્પ્રેશન તકનીકો પલ્સ અવધિને વધુ સંક્ષેપિત કરી શકે છે, જે એટોસેકન્ડ રેન્જમાં અતિ-શોર્ટ કઠોળ આપે છે. દેખીતી રીતે, એટોસેકન્ડ લેસરોની પે generation ી એક સુસંસ્કૃત અને મલ્ટિફેસ્ટેડ પ્રક્રિયાની રચના કરે છે, જેમાં તકનીકી પરાક્રમ અને વિશેષ ઉપકરણોની ઉચ્ચ ડિગ્રીની માંગ છે.

આ જટિલ પ્રક્રિયાને નકારી કા to વા માટે, અમે રોજિંદા દૃશ્યોમાં એક રૂપક સમાંતર ઓફર કરીએ છીએ:

ઉચ્ચ-તીવ્રતા ફેમ્ટોસેકન્ડ લેસર કઠોળ:

ઉચ્ચ-તીવ્રતાવાળા ફેમ્ટોસેકન્ડ લેસર કઠોળ દ્વારા ભજવવામાં આવેલી ભૂમિકાની સમાન, પ્રચંડ ગતિએ તત્કાળ પત્થરો ફેંકવા માટે સક્ષમ અપવાદરૂપે શક્તિશાળી કેટપલ્ટ ધરાવવાની કલ્પના છે.

વાયુયુક્ત લક્ષ્ય સામગ્રી:

પાણીના શાંત શરીરને ચિત્રિત કરો જે વાયુયુક્ત લક્ષ્ય સામગ્રીનું પ્રતીક છે, જ્યાં પાણીનો દરેક ટપકું અસંખ્ય ગેસ અણુઓને રજૂ કરે છે. પાણીના આ શરીરમાં પથ્થરોને આગળ ધપાવવાની ક્રિયા સમાનરૂપે વાયુયુક્ત લક્ષ્ય સામગ્રી પર ઉચ્ચ-તીવ્રતાવાળા ફેમ્ટોસેકન્ડ લેસર કઠોળની અસરને અરીસા આપે છે.

ઇલેક્ટ્રોન ગતિ અને પુન omb સંગ્રહ (શારીરિક રૂપે સંક્રમણ):

જ્યારે ફેમ્ટોસેકન્ડ લેસર કઠોળ વાયુયુક્ત લક્ષ્ય સામગ્રીની અંદર ગેસના અણુઓને અસર કરે છે, ત્યારે નોંધપાત્ર સંખ્યામાં બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન ક્ષણભર એક રાજ્યમાં ઉત્સાહિત હોય છે જ્યાં તેઓ તેમના સંબંધિત અણુ ન્યુક્લીથી અલગ પડે છે, જે પ્લાઝ્મા જેવી સ્થિતિ બનાવે છે. જેમ જેમ સિસ્ટમની energy ર્જા પછીથી ઓછી થાય છે (કારણ કે લેસર કઠોળ સ્વાભાવિક રીતે સ્પંદિત થાય છે, સમાપ્તિના અંતરાલો દર્શાવતા), આ બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોન તેમના અણુ ન્યુક્લીની નજીકમાં પાછા ફરે છે, ઉચ્ચ- energy ર્જાના ફોટોન મુક્ત કરે છે.

ઉચ્ચ હાર્મોનિક જનરેશન:

દરેક વખતે જ્યારે પાણીની ટીપું તળાવની સપાટી પર પડે છે ત્યારે કલ્પના કરો, તે લહેરિયાં બનાવે છે, એટલોસેકન્ડ લેસરોમાં ઉચ્ચ હાર્મોનિક્સની જેમ. આ લહેરિયાંમાં પ્રાથમિક ફેમ્ટોસેકન્ડ લેસર પલ્સ દ્વારા થતાં મૂળ લહેરિયાઓ કરતા વધુ આવર્તન અને કંપનવિસ્તાર હોય છે. એચ.એચ.જી. પ્રક્રિયા દરમિયાન, એક શક્તિશાળી લેસર બીમ, સતત પત્થરોને ટ ss સ કરવા સમાન છે, ગેસના લક્ષ્યને પ્રકાશિત કરે છે, જે તળાવની સપાટીની જેમ દેખાય છે. આ તીવ્ર લેસર ક્ષેત્ર ગેસમાં ઇલેક્ટ્રોનને આગળ ધપાવે છે, લહેરિયાં માટે સમાન છે, તેમના માતાપિતાના અણુઓથી દૂર અને પછી તેમને પાછળ ખેંચે છે. દરેક વખતે જ્યારે કોઈ ઇલેક્ટ્રોન અણુ પર પાછો આવે છે, ત્યારે તે વધુ આવર્તન સાથે એક નવું લેસર બીમ બહાર કા .ે છે, જે વધુ જટિલ લહેરિયું પેટર્ન જેવું છે.

ફિલ્ટરિંગ અને ધ્યાન કેન્દ્રિત:

આ બધા નવા પેદા કરેલા લેસર બીમને જોડવાથી વિવિધ રંગો (ફ્રીક્વન્સીઝ અથવા તરંગલંબાઇ) નો સ્પેક્ટ્રમ મળે છે, જેમાંથી કેટલાક એટોસેકન્ડ લેસરની રચના કરે છે. વિશિષ્ટ લહેરિયું કદ અને ફ્રીક્વન્સીઝને અલગ કરવા માટે, તમે વિશિષ્ટ ફિલ્ટરને રોજગારી આપી શકો છો, જે ઇચ્છિત લહેરિયાં પસંદ કરવા સમાન છે, અને કોઈ વિશિષ્ટ ક્ષેત્ર પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવા માટે એક વિપુલ - મેગ્નિફાઇંગ ગ્લાસનો ઉપયોગ કરી શકો છો.

પલ્સ કમ્પ્રેશન (જો જરૂરી હોય તો):

જો તમે ઝડપી અને ટૂંકા લહેરિયાંનો પ્રસાર કરવાનું લક્ષ્ય રાખ્યું છે, તો તમે વિશેષ ઉપકરણનો ઉપયોગ કરીને તેમના પ્રચારને વેગ આપી શકો છો, દરેક લહેરિયાં ચાલે તે સમય ઘટાડે છે. એટોસેકન્ડ લેસરોની પે generation ીમાં પ્રક્રિયાઓનો એક જટિલ ઇન્ટરપ્લે શામેલ છે. જો કે, જ્યારે તૂટી જાય છે અને વિઝ્યુઅલાઈઝ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે વધુ સમજી શકાય તેવું બને છે.