પ્રોમ્પ્ટ પોસ્ટ માટે અમારા સોશિયલ મીડિયા પર સબ્સ્ક્રાઇબ કરો
લેસર, આધુનિક ટેક્નોલોજીનો પાયાનો પથ્થર, તે જેટલા જટિલ છે તેટલા જ આકર્ષક છે.તેમના હૃદયમાં સુસંગત, વિસ્તૃત પ્રકાશ ઉત્પન્ન કરવા માટે એકસાથે કામ કરતા ઘટકોની સિમ્ફની છે.આ બ્લોગ લેસર ટેક્નોલોજીની ઊંડી સમજ પૂરી પાડવા માટે, વૈજ્ઞાનિક સિદ્ધાંતો અને સમીકરણો દ્વારા સમર્થિત, આ ઘટકોની જટિલતાઓને શોધે છે.
લેસર સિસ્ટમ ઘટકોમાં અદ્યતન આંતરદૃષ્ટિ: વ્યાવસાયિકો માટે તકનીકી પરિપ્રેક્ષ્ય
| ઘટક | કાર્ય | ઉદાહરણો |
| મધ્યમ મેળવો | ગેઇન મિડીયમ એ લેસરની સામગ્રી છે જેનો ઉપયોગ એમ્પ્લીફાઈંગ લાઇટ માટે થાય છે.તે વસ્તી વ્યુત્ક્રમ અને ઉત્તેજિત ઉત્સર્જનની પ્રક્રિયા દ્વારા પ્રકાશ એમ્પ્લીફિકેશનની સુવિધા આપે છે.ગેઇન માધ્યમની પસંદગી લેસરની રેડિયેશન લાક્ષણિકતાઓ નક્કી કરે છે. | સોલિડ-સ્ટેટ લેસરો: દા.ત., Nd:YAG (નિયોડીમિયમ-ડોપેડ યટ્રીયમ એલ્યુમિનિયમ ગાર્નેટ), તબીબી અને ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશનમાં વપરાય છે.ગેસ લેસરો: દા.ત., CO2 લેસરો, કાપવા અને વેલ્ડીંગ માટે વપરાય છે.સેમિકન્ડક્ટર લેસરો:દા.ત., લેસર ડાયોડ, ફાઈબર ઓપ્ટિક્સ કોમ્યુનિકેશન અને લેસર પોઈન્ટર્સમાં વપરાય છે. |
| પમ્પિંગ સ્ત્રોત | પમ્પિંગ સ્ત્રોત વસ્તી વ્યુત્ક્રમ (વસ્તી વ્યુત્ક્રમણ માટે ઉર્જા સ્ત્રોત) હાંસલ કરવા માટે પ્રાપ્ત માધ્યમને ઊર્જા પ્રદાન કરે છે, જે લેસર કામગીરીને સક્ષમ કરે છે. | ઓપ્ટિકલ પમ્પિંગ: સોલિડ-સ્ટેટ લેસરોને પંપ કરવા માટે ફ્લેશલેમ્પ્સ જેવા તીવ્ર પ્રકાશ સ્ત્રોતોનો ઉપયોગ કરવો.ઇલેક્ટ્રિકલ પમ્પિંગ: ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ દ્વારા ગેસ લેસરોમાં ગેસને ઉત્તેજિત કરે છે.સેમિકન્ડક્ટર પમ્પિંગ: સોલિડ-સ્ટેટ લેસર માધ્યમને પંપ કરવા માટે લેસર ડાયોડનો ઉપયોગ કરવો. |
| ઓપ્ટિકલ કેવિટી | ઓપ્ટિકલ કેવિટી, જેમાં બે અરીસાઓનો સમાવેશ થાય છે, તે ગેઇન માધ્યમમાં પ્રકાશના માર્ગની લંબાઈ વધારવા માટે પ્રકાશને પ્રતિબિંબિત કરે છે, જેનાથી પ્રકાશ એમ્પ્લીફિકેશન વધે છે.તે લેસર એમ્પ્લીફિકેશન માટે પ્રતિસાદ મિકેનિઝમ પ્રદાન કરે છે, પ્રકાશની સ્પેક્ટ્રલ અને અવકાશી લાક્ષણિકતાઓ પસંદ કરે છે. | પ્લાનર-પ્લાનર કેવિટી: પ્રયોગશાળા સંશોધનમાં વપરાય છે, સરળ માળખું.પ્લાનર-અંતર્મુખ પોલાણ: ઔદ્યોગિક લેસરોમાં સામાન્ય, ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા બીમ પ્રદાન કરે છે. રીંગ કેવિટી: રીંગ ગેસ લેસરની જેમ રીંગ લેસરોની ચોક્કસ ડીઝાઈનમાં વપરાય છે. |
ધ ગેઇન મીડીયમ: એ નેક્સસ ઓફ ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સ એન્ડ ઓપ્ટિકલ એન્જિનિયરિંગ
ગેઇન માધ્યમમાં ક્વોન્ટમ ડાયનેમિક્સ
ગેઇન માધ્યમ એ છે જ્યાં પ્રકાશ એમ્પ્લીફિકેશનની મૂળભૂત પ્રક્રિયા થાય છે, એક ઘટના જે ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સમાં ઊંડે જડેલી છે.ઉર્જા અવસ્થાઓ અને માધ્યમની અંદરના કણો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ઉત્તેજિત ઉત્સર્જન અને વસ્તી વ્યુત્ક્રમના સિદ્ધાંતો દ્વારા સંચાલિત થાય છે.પ્રકાશની તીવ્રતા (I), પ્રારંભિક તીવ્રતા (I0), સંક્રમણ ક્રોસ-સેક્શન (σ21), અને બે ઉર્જા સ્તરો (N2 અને N1) પરના કણોની સંખ્યાઓ વચ્ચેનો નિર્ણાયક સંબંધ I = I0e^ સમીકરણ દ્વારા વર્ણવવામાં આવ્યો છે. (σ21(N2-N1)L).વસ્તી વ્યુત્ક્રમ પ્રાપ્ત કરવું, જ્યાં N2 > N1, એમ્પ્લીફિકેશન માટે જરૂરી છે અને તે લેસર ભૌતિકશાસ્ત્રનો પાયાનો પથ્થર છે[1].
થ્રી-લેવલ વિ. ફોર-લેવલ સિસ્ટમ્સ
વ્યવહારુ લેસર ડિઝાઇનમાં, ત્રણ-સ્તરની અને ચાર-સ્તરની સિસ્ટમો સામાન્ય રીતે કાર્યરત છે.ત્રણ-સ્તરની પ્રણાલીઓ, સરળ હોવા છતાં, વસ્તી વ્યુત્ક્રમ હાંસલ કરવા માટે વધુ ઊર્જાની જરૂર પડે છે કારણ કે નીચલું લેસર સ્તર જમીનની સ્થિતિ છે.ચાર-સ્તરની સિસ્ટમો, બીજી તરફ, ઉચ્ચ ઉર્જા સ્તરથી ઝડપી બિન-રેડિએટીવ સડોને કારણે વસ્તી વ્યુત્ક્રમણ માટે વધુ કાર્યક્ષમ માર્ગ પ્રદાન કરે છે, જે તેમને આધુનિક લેસર એપ્લિકેશન્સમાં વધુ પ્રચલિત બનાવે છે[2].
Is એર્બિયમ-ડોપ્ડ ગ્લાસલાભનું માધ્યમ?
હા, એર્બિયમ-ડોપ્ડ ગ્લાસ ખરેખર લેસર સિસ્ટમ્સમાં વપરાતો ગેઇન મિડિયમનો એક પ્રકાર છે.આ સંદર્ભમાં, "ડોપિંગ" એ કાચમાં ચોક્કસ માત્રામાં એર્બિયમ આયન (Er³⁺) ઉમેરવાની પ્રક્રિયાનો સંદર્ભ આપે છે.એર્બિયમ એ એક દુર્લભ પૃથ્વી તત્વ છે જે, જ્યારે કાચના યજમાનમાં સમાવિષ્ટ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ઉત્તેજિત ઉત્સર્જન દ્વારા પ્રકાશને અસરકારક રીતે વિસ્તૃત કરી શકે છે, જે લેસર કામગીરીમાં મૂળભૂત પ્રક્રિયા છે.
એર્બિયમ-ડોપ્ડ ગ્લાસ ખાસ કરીને ટેલિકોમ્યુનિકેશન ઉદ્યોગમાં ફાઇબર લેસર અને ફાઇબર એમ્પ્લીફાયર્સમાં તેના ઉપયોગ માટે ખાસ કરીને નોંધપાત્ર છે.તે આ એપ્લિકેશનો માટે સારી રીતે અનુકૂળ છે કારણ કે તે 1550 એનએમની આસપાસ તરંગલંબાઇ પર પ્રકાશને કાર્યક્ષમ રીતે વિસ્તૃત કરે છે, જે પ્રમાણભૂત સિલિકા ફાઇબરમાં તેના ઓછા નુકસાનને કારણે ઓપ્ટિકલ ફાઇબર સંચાર માટે મુખ્ય તરંગલંબાઇ છે.
આએર્બિયમઆયનો પંપ પ્રકાશને શોષી લે છે (ઘણી વખત એલેસર ડાયોડ) અને ઉચ્ચ ઉર્જા અવસ્થાઓ માટે ઉત્સાહિત છે.જ્યારે તેઓ નીચી ઉર્જા સ્થિતિમાં પાછા ફરે છે, ત્યારે તેઓ લેસિંગ તરંગલંબાઇ પર ફોટોન ઉત્સર્જન કરે છે, જે લેસર પ્રક્રિયામાં ફાળો આપે છે.આ એર્બિયમ-ડોપ્ડ ગ્લાસને વિવિધ લેસર અને એમ્પ્લીફાયર ડિઝાઇનમાં અસરકારક અને વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતું ગેઇન માધ્યમ બનાવે છે.
સંબંધિત બ્લોગ્સ: સમાચાર - એર્બિયમ-ડોપેડ ગ્લાસ: વિજ્ઞાન અને એપ્લિકેશન્સ
પમ્પિંગ મિકેનિઝમ્સ: લેસરોની પાછળ ચાલક બળ
વસ્તી વ્યુત્ક્રમ હાંસલ કરવા માટે વિવિધ અભિગમો
પમ્પિંગ મિકેનિઝમની પસંદગી લેસર ડિઝાઇનમાં મુખ્ય છે, જે કાર્યક્ષમતાથી લઈને આઉટપુટ તરંગલંબાઇ સુધીની દરેક વસ્તુને પ્રભાવિત કરે છે.ઓપ્ટિકલ પમ્પિંગ, બાહ્ય પ્રકાશ સ્ત્રોતો જેમ કે ફ્લેશલેમ્પ્સ અથવા અન્ય લેસરોનો ઉપયોગ કરીને, સોલિડ-સ્ટેટ અને ડાઈ લેસરોમાં સામાન્ય છે.સામાન્ય રીતે ગેસ લેસરોમાં ઇલેક્ટ્રિકલ ડિસ્ચાર્જ પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જ્યારે સેમિકન્ડક્ટર લેસરો ઘણીવાર ઇલેક્ટ્રોન ઇન્જેક્શનનો ઉપયોગ કરે છે.આ પંમ્પિંગ મિકેનિઝમ્સની કાર્યક્ષમતા, ખાસ કરીને ડાયોડ-પમ્પ્ડ સોલિડ-સ્ટેટ લેસર્સમાં, તાજેતરના સંશોધનમાં નોંધપાત્ર ધ્યાન આપવામાં આવ્યું છે, જે ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને કોમ્પેક્ટનેસ ઓફર કરે છે[3].
પમ્પિંગ કાર્યક્ષમતામાં તકનીકી વિચારણાઓ
પમ્પિંગ પ્રક્રિયાની કાર્યક્ષમતા એ લેસર ડિઝાઇનનું નિર્ણાયક પાસું છે, જે એકંદર કામગીરી અને એપ્લિકેશનની યોગ્યતાને અસર કરે છે.સોલિડ-સ્ટેટ લેસરોમાં, પંપ સ્ત્રોત તરીકે ફ્લેશલેમ્પ્સ અને લેસર ડાયોડ વચ્ચેની પસંદગી સિસ્ટમની કાર્યક્ષમતા, થર્મલ લોડ અને બીમની ગુણવત્તાને નોંધપાત્ર રીતે અસર કરી શકે છે.ઉચ્ચ-શક્તિ, ઉચ્ચ-કાર્યક્ષમતા લેસર ડાયોડ્સના વિકાસથી DPSS લેસર સિસ્ટમમાં ક્રાંતિ આવી છે, જે વધુ કોમ્પેક્ટ અને કાર્યક્ષમ ડિઝાઇનને સક્ષમ કરે છે[4].
ઓપ્ટિકલ કેવિટી: લેસર બીમનું એન્જિનિયરિંગ
કેવિટી ડિઝાઇનઃ એ બેલેન્સિંગ એક્ટ ઓફ ફિઝિક્સ એન્ડ એન્જિનિયરિંગ
ઓપ્ટિકલ કેવિટી, અથવા રેઝોનેટર, માત્ર એક નિષ્ક્રિય ઘટક નથી પરંતુ લેસર બીમને આકાર આપવામાં સક્રિય સહભાગી છે.અરીસાઓની વક્રતા અને સંરેખણ સહિત પોલાણની ડિઝાઇન, લેસરની સ્થિરતા, મોડ માળખું અને આઉટપુટ નક્કી કરવામાં નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે.નુકસાનને ઓછું કરતી વખતે ઓપ્ટિકલ ગેઇન વધારવા માટે કેવિટી ડિઝાઇન કરવી આવશ્યક છે, એક પડકાર જે ઓપ્ટિકલ એન્જિનિયરિંગને વેવ ઓપ્ટિક્સ સાથે જોડે છે.5.
ઓસિલેશન શરતો અને મોડ પસંદગી
લેસર ઓસિલેશન થાય તે માટે, માધ્યમ દ્વારા આપવામાં આવેલ લાભ પોલાણની અંદરના નુકસાન કરતાં વધી જવો જોઈએ.આ સ્થિતિ, સુસંગત તરંગ સુપરપોઝિશનની આવશ્યકતા સાથે, સૂચવે છે કે માત્ર અમુક રેખાંશ સ્થિતિઓ સમર્થિત છે.મોડ સ્પેસિંગ અને એકંદર મોડ માળખું પોલાણની ભૌતિક લંબાઈ અને ગેઇન માધ્યમના રીફ્રેક્ટિવ ઈન્ડેક્સ દ્વારા પ્રભાવિત થાય છે[6].
નિષ્કર્ષ
લેસર સિસ્ટમ્સની ડિઝાઇન અને કામગીરી ભૌતિકશાસ્ત્ર અને એન્જિનિયરિંગ સિદ્ધાંતોના વ્યાપક સ્પેક્ટ્રમને સમાવે છે.ગેઇન મિડિયમને સંચાલિત કરતા ક્વોન્ટમ મિકેનિક્સથી લઈને ઓપ્ટિકલ કેવિટીના જટિલ એન્જિનિયરિંગ સુધી, લેસર સિસ્ટમના દરેક ઘટક તેની એકંદર કાર્યક્ષમતામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.આ લેખ લેસર ટેક્નોલોજીની જટિલ દુનિયાની એક ઝલક પ્રદાન કરે છે, જે આ ક્ષેત્રમાં પ્રોફેસરો અને ઓપ્ટિકલ એન્જિનિયરોની અદ્યતન સમજ સાથે પડઘો પાડે છે.
સંદર્ભ
- 1. સિગમેન, એઇ (1986).લેસર.યુનિવર્સિટી વિજ્ઞાન પુસ્તકો.
- 2. સ્વેલ્ટો, ઓ. (2010).લેસરના સિદ્ધાંતો.સ્પ્રિંગર.
- 3. કોચેનર, ડબલ્યુ. (2006).સોલિડ-સ્ટેટ લેસર એન્જિનિયરિંગ.સ્પ્રિંગર.
- 4. પાઇપર, જેએ, અને મિલ્ડ્રેન, આરપી (2014).ડાયોડ પમ્પ્ડ સોલિડ સ્ટેટ લેસર્સ.લેસર ટેક્નોલોજી અને એપ્લિકેશન્સની હેન્ડબુકમાં (ભાગ. III).સીઆરસી પ્રેસ.
- 5. મિલોની, પીડબ્લ્યુ, અને એબરલી, જેએચ (2010).લેસર ભૌતિકશાસ્ત્ર.વિલી.
- 6. સિલ્ફવાસ્ટ, WT (2004).લેસર ફંડામેન્ટલ્સ.કેમ્બ્રિજ યુનિવર્સિટી પ્રેસ.
પોસ્ટ સમય: નવેમ્બર-27-2023