લેસરનો મૂળભૂત કાર્યકારી સિદ્ધાંત

લેસરના મૂળભૂત કાર્યકારી સિદ્ધાંત (રેડિયેશનના ઉત્તેજિત ઉત્સર્જન દ્વારા પ્રકાશ એમ્પ્લીફિકેશન) પ્રકાશના ઉત્તેજિત ઉત્સર્જનની ઘટના પર આધારિત છે. ચોક્કસ ડિઝાઇન અને રચનાઓની શ્રેણી દ્વારા, લેસરો ઉચ્ચ સુસંગતતા, એકવિધતા અને તેજ સાથે બીમ ઉત્પન્ન કરે છે. આધુનિક તકનીકીમાં લેસરોનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે, જેમાં સંદેશાવ્યવહાર, દવા, ઉત્પાદન, માપન અને વૈજ્ .ાનિક સંશોધન જેવા ક્ષેત્રોનો સમાવેશ થાય છે. તેમની ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને ચોક્કસ નિયંત્રણ લાક્ષણિકતાઓ તેમને ઘણી તકનીકીઓનો મુખ્ય ઘટક બનાવે છે. નીચે લેસરોના કાર્યકારી સિદ્ધાંતો અને વિવિધ પ્રકારના લેસરોની પદ્ધતિઓનું વિગતવાર સમજણ છે.

1. ઉત્તેજિત ઉત્સર્જન

ઉત્તેજિત ઉત્સર્જનલેસર જનરેશન પાછળનો મૂળભૂત સિદ્ધાંત છે, જે પ્રથમ 1917 માં આઈન્સ્ટાઇન દ્વારા સૂચવવામાં આવ્યો હતો. આ ઘટના વર્ણવે છે કે પ્રકાશ અને ઉત્સાહિત-રાજ્ય પદાર્થ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા વધુ સુસંગત ફોટોન કેવી રીતે ઉત્પન્ન થાય છે. ઉત્તેજિત ઉત્સર્જનને વધુ સારી રીતે સમજવા માટે, ચાલો સ્વયંભૂ ઉત્સર્જનથી પ્રારંભ કરીએ:

સ્વયંસ્ફુરિત ઉત્સર્જન: અણુઓ, પરમાણુઓ અથવા અન્ય માઇક્રોસ્કોપિક કણોમાં, ઇલેક્ટ્રોન બાહ્ય energy ર્જા (જેમ કે વિદ્યુત અથવા opt પ્ટિકલ energy ર્જા) શોષી શકે છે અને ઉચ્ચ energy ર્જા સ્તરમાં સંક્રમણ કરી શકે છે, જેને ઉત્સાહિત રાજ્ય તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. જો કે, ઉત્સાહિત-રાજ્ય ઇલેક્ટ્રોન અસ્થિર છે અને આખરે ટૂંકા ગાળા પછી, ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટ તરીકે ઓળખાતા નીચા energy ર્જા સ્તરે પાછા આવશે. આ પ્રક્રિયા દરમિયાન, ઇલેક્ટ્રોન ફોટોન પ્રકાશિત કરે છે, જે સ્વયંભૂ ઉત્સર્જન છે. આવા ફોટોન આવર્તન, તબક્કા અને દિશાની દ્રષ્ટિએ રેન્ડમ હોય છે, અને આ રીતે સુસંગતતાનો અભાવ હોય છે.

ઉત્તેજિત ઉત્સર્જન: ઉત્તેજિત ઉત્સર્જનની ચાવી એ છે કે જ્યારે ઉત્સાહિત-રાજ્ય ઇલેક્ટ્રોન તેની સંક્રમણ energy ર્જા સાથે મેળ ખાતી energy ર્જા સાથે ફોટોનનો સામનો કરે છે, ત્યારે ફોટોન નવી ફોટોન મુક્ત કરતી વખતે ઇલેક્ટ્રોનને ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટ પર પાછા ફરવા માટે પૂછશે. નવો ફોટોન આવર્તન, તબક્કા અને પ્રસાર દિશાની દ્રષ્ટિએ મૂળ સમાન છે, પરિણામે સુસંગત પ્રકાશ. આ ઘટના ફોટોનની સંખ્યા અને energy ર્જાને નોંધપાત્ર રીતે વિસ્તૃત કરે છે અને તે લેસરોની મુખ્ય પદ્ધતિ છે.

ઉત્તેજિત ઉત્સર્જનની સકારાત્મક પ્રતિસાદ અસર: લેસરોની ડિઝાઇનમાં, ઉત્તેજિત ઉત્સર્જન પ્રક્રિયા ઘણી વખત પુનરાવર્તિત થાય છે, અને આ સકારાત્મક પ્રતિસાદ અસર ફોટોનની સંખ્યામાં ઝડપથી વધારો કરી શકે છે. રેઝોનન્ટ પોલાણની સહાયથી, ફોટોનનો સુસંગતતા જાળવવામાં આવે છે, અને પ્રકાશ બીમની તીવ્રતા સતત વધી છે.

2. ગેઇન માધ્યમ

તેહાંસલ માધ્યમલેસરમાં મુખ્ય સામગ્રી છે જે ફોટોન અને લેસર આઉટપુટનું વિસ્તરણ નક્કી કરે છે. તે ઉત્તેજિત ઉત્સર્જન માટેનો ભૌતિક આધાર છે, અને તેના ગુણધર્મો લેસરની આવર્તન, તરંગલંબાઇ અને આઉટપુટ શક્તિ નક્કી કરે છે. ગેઇન માધ્યમની પ્રકાર અને લાક્ષણિકતાઓ સીધી લેસરની એપ્લિકેશન અને પ્રભાવને અસર કરે છે.

ઉત્તેજિત પદ્ધતિ: ગેઇન માધ્યમમાં ઇલેક્ટ્રોનને બાહ્ય energy ર્જા સ્ત્રોત દ્વારા ઉચ્ચ energy ર્જા સ્તર માટે ઉત્સાહિત કરવાની જરૂર છે. આ પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે બાહ્ય energy ર્જા સપ્લાય સિસ્ટમ્સ દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે. સામાન્ય ઉત્તેજના પદ્ધતિઓમાં શામેલ છે:

વિદ્યુત પંપલ: ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ લાગુ કરીને ગેઇન માધ્યમમાં ઇલેક્ટ્રોન ઉત્તેજક.

Ticalપિક પમ્પિંગ: પ્રકાશ સ્રોત (જેમ કે ફ્લેશ લેમ્પ અથવા અન્ય લેસર) સાથે માધ્યમ ઉત્તેજક.

Energyર્જા સ્તર પદ્ધતિ: ગેઇન માધ્યમમાં ઇલેક્ટ્રોન સામાન્ય રીતે વિશિષ્ટ energy ર્જા સ્તરોમાં વિતરિત થાય છે. સૌથી સામાન્ય છેબે-સ્તરની પદ્ધતિઅનેચાર-સ્તરની પદ્ધતિ. એક સરળ બે-સ્તરની સિસ્ટમમાં, ઇલેક્ટ્રોન ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટથી ઉત્સાહિત રાજ્યમાં સંક્રમણ કરે છે અને પછી ઉત્તેજિત ઉત્સર્જન દ્વારા ગ્રાઉન્ડ સ્ટેટ પર પાછા ફરે છે. ચાર-સ્તરની સિસ્ટમમાં, ઇલેક્ટ્રોન વિવિધ energy ર્જા સ્તર વચ્ચે વધુ જટિલ સંક્રમણોમાંથી પસાર થાય છે, પરિણામે ઘણીવાર ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા આવે છે.

ગેઇન મીડિયા:

ગેસ ગેઇન માધ્યમ: ઉદાહરણ તરીકે, હિલીયમ-નિયોન (હે-ને) લેસરો. ગેસ ગેઇન મીડિયા તેમના સ્થિર આઉટપુટ અને નિશ્ચિત તરંગલંબાઇ માટે જાણીતા છે, અને પ્રયોગશાળાઓમાં પ્રમાણભૂત પ્રકાશ સ્રોત તરીકે વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

પ્રવાહી લાભ માધ્યમ: ઉદાહરણ તરીકે, રંગ લેસરો. ડાય પરમાણુઓ વિવિધ તરંગલંબાઇમાં સારી ઉત્તેજના ગુણધર્મો ધરાવે છે, જે તેમને ટ્યુનેબલ લેસરો માટે આદર્શ બનાવે છે.

નક્કર લાભ માધ્યમ: ઉદાહરણ તરીકે, એનડી (નિયોડીમિયમ-ડોપડ યટ્રિયમ એલ્યુમિનિયમ ગાર્નેટ) લેસરો. આ લેસરો ખૂબ કાર્યક્ષમ અને શક્તિશાળી છે, અને industrial દ્યોગિક કટીંગ, વેલ્ડીંગ અને તબીબી કાર્યક્રમોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

સેમિકન્ડક્ટર ગેઇન માધ્યમ: ઉદાહરણ તરીકે, ગેલિયમ આર્સેનાઇડ (જીએએએસ) સામગ્રીનો ઉપયોગ લેસર ડાયોડ્સ જેવા સંદેશાવ્યવહાર અને to પ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક ઉપકરણોમાં વ્યાપકપણે થાય છે.

3. રેઝોનેટર પોલાણ

તેપડઘોપ્રતિસાદ અને એમ્પ્લીફિકેશન માટે વપરાયેલ લેસરમાં માળખાકીય ઘટક છે. તેનું મુખ્ય કાર્ય પોલાણની અંદર તેમને પ્રતિબિંબિત કરીને અને વિસ્તૃત કરીને ઉત્તેજિત ઉત્સર્જન દ્વારા ઉત્પાદિત ફોટોનની સંખ્યાને વધારવાનું છે, આમ મજબૂત અને કેન્દ્રિત લેસર આઉટપુટ ઉત્પન્ન કરે છે.

રેસોનેટર પોલાણનું માળખું: તેમાં સામાન્ય રીતે બે સમાંતર અરીસાઓ હોય છે. એક સંપૂર્ણ પ્રતિબિંબીત અરીસો છે, જેને તરીકે ઓળખવામાં આવે છેઅરીસા, અને બીજો એક આંશિક પ્રતિબિંબીત અરીસો છે, જેને તરીકે ઓળખવામાં આવે છેઆઉટપુટ. ફોટોન પોલાણની અંદર આગળ અને પાછળ પ્રતિબિંબિત કરે છે અને ગેઇન માધ્યમ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા વિસ્તૃત થાય છે.

પડઘો શરત: રેઝોનેટર પોલાણની રચનાએ અમુક શરતોને પૂર્ણ કરવી આવશ્યક છે, જેમ કે સુનિશ્ચિત કરવું કે ફોટોન પોલાણની અંદર સ્થાયી તરંગો બનાવે છે. આ માટે પોલાણની લંબાઈને લેસર તરંગલંબાઇની બહુવિધ હોવી જરૂરી છે. ફક્ત પ્રકાશ તરંગો જે આ શરતોને પૂર્ણ કરે છે તે પોલાણની અંદર અસરકારક રીતે વિસ્તૃત કરી શકાય છે.

આઉટપુટ: આંશિક પ્રતિબિંબીત અરીસા એમ્પ્લીફાઇડ લાઇટ બીમના ભાગને પસાર થવા દે છે, લેસરના આઉટપુટ બીમની રચના કરે છે. આ બીમમાં ઉચ્ચ દિશા, સુસંગતતા અને એકવિધતા છે.

જો તમે વધુ જાણવા માંગતા હો અથવા લેસરોમાં રસ ધરાવતા હો, તો કૃપા કરીને અમારો સંપર્ક કરો:

લૂમિસ્પોટ

સરનામું: બિલ્ડિંગ 4 #, નં .99 ફ્યુરોંગ 3 જી રોડ, ઝીશન જિ. વુક્સી, 214000, ચીન

ટેલ: + 86-0510 87381808.

મોબાઇલ: + 86-15072320922

Email: sales@lumispot.cn

વેબસાઇટ: www.lumispot-tech.com