लेजर क्या है? लेजर उत्पादन का सिद्धांत

लेजर मानवता के महत्वपूर्ण आविष्कारों में से एक है, जिसे "सबसे चमकदार रोशनी" के रूप में जाना जाता है। दैनिक जीवन में, हम अक्सर विभिन्न लेज़र अनुप्रयोगों को देख सकते हैं, जैसे लेज़र सौंदर्य, लेज़र वेल्डिंग, लेज़र मच्छर नाशक, इत्यादि। आइए आज लेज़रों और उनकी पीढ़ी के पीछे के सिद्धांतों के बारे में विस्तृत जानकारी प्राप्त करें।

लेजर क्या है?

लेज़र एक प्रकाश स्रोत है जो प्रकाश की एक विशेष किरण उत्पन्न करने के लिए लेज़र का उपयोग करता है। एक लेज़र उत्तेजित विकिरण की प्रक्रिया के माध्यम से किसी बाहरी प्रकाश स्रोत या शक्ति स्रोत से सामग्री में ऊर्जा इनपुट करके लेज़िंग प्रकाश उत्पन्न करता है।

लेज़र एक सक्रिय माध्यम (जैसे गैस, ठोस, या तरल) से बना एक ऑप्टिकल उपकरण है जो प्रकाश और एक ऑप्टिकल परावर्तक को बढ़ा सकता है। लेजर में सक्रिय माध्यम आमतौर पर एक चयनित और संसाधित सामग्री होती है, और इसकी विशेषताएं लेजर की आउटपुट तरंग दैर्ध्य निर्धारित करती हैं।

लेज़रों द्वारा उत्पन्न प्रकाश में कई अनूठी विशेषताएं होती हैं:

सबसे पहले, लेज़र बहुत सख्त आवृत्तियों और तरंग दैर्ध्य के साथ मोनोक्रोमैटिक प्रकाश होते हैं, जो कुछ विशेष ऑप्टिकल आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं।

दूसरे, लेजर सुसंगत प्रकाश है, और प्रकाश तरंगों का चरण बहुत सुसंगत है, जो लंबी दूरी पर अपेक्षाकृत स्थिर प्रकाश तीव्रता बनाए रख सकता है।

तीसरा, लेज़र बहुत संकीर्ण बीम और उत्कृष्ट फोकसिंग के साथ अत्यधिक दिशात्मक प्रकाश होते हैं, जिनका उपयोग उच्च स्थानिक रिज़ॉल्यूशन प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है।

लेजर एक प्रकाश स्रोत है

लेजर उत्पादन का सिद्धांत

लेजर की पीढ़ी में तीन बुनियादी भौतिक प्रक्रियाएं शामिल हैं: उत्तेजित विकिरण, सहज उत्सर्जन, और उत्तेजित अवशोषण।

Sउत्तेजित विकिरण

उत्तेजित विकिरण लेजर उत्पादन की कुंजी है। जब उच्च ऊर्जा स्तर पर एक इलेक्ट्रॉन दूसरे फोटॉन से उत्तेजित होता है, तो यह उस फोटॉन की दिशा में समान ऊर्जा, आवृत्ति, चरण, ध्रुवीकरण स्थिति और प्रसार दिशा के साथ एक फोटॉन उत्सर्जित करता है। इस प्रक्रिया को उत्तेजित विकिरण कहा जाता है। कहने का तात्पर्य यह है कि, एक फोटॉन उत्तेजित विकिरण की प्रक्रिया के माध्यम से एक समान फोटॉन को "क्लोन" कर सकता है, जिससे प्रकाश का प्रवर्धन हो सकता है।

Sसहज उत्सर्जन

जब एक परमाणु, आयन या अणु का इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा स्तर से निम्न ऊर्जा स्तर में संक्रमण करता है, तो यह एक निश्चित मात्रा में ऊर्जा के फोटॉन छोड़ता है, जिसे सहज उत्सर्जन कहा जाता है। ऐसे फोटॉनों का उत्सर्जन यादृच्छिक होता है, और उत्सर्जित फोटॉनों के बीच कोई सामंजस्य नहीं होता है, जिसका अर्थ है कि उनका चरण, ध्रुवीकरण स्थिति और प्रसार दिशा सभी यादृच्छिक हैं।

Sसमयबद्ध अवशोषण

जब कम ऊर्जा स्तर पर एक इलेक्ट्रॉन अपने बराबर ऊर्जा स्तर अंतर वाले फोटॉन को अवशोषित करता है, तो यह उच्च ऊर्जा स्तर तक उत्तेजित हो सकता है। इस प्रक्रिया को उत्तेजित अवशोषण कहा जाता है।

लेज़रों में, उत्तेजित विकिरण प्रक्रिया को बढ़ाने के लिए आमतौर पर दो समानांतर दर्पणों से बनी एक गुंजयमान गुहा का उपयोग किया जाता है। एक दर्पण पूर्ण प्रतिबिंब दर्पण है, और दूसरा दर्पण अर्ध प्रतिबिंब दर्पण है, जो लेजर के एक हिस्से को गुजरने की अनुमति दे सकता है।

लेजर माध्यम में फोटॉन दो दर्पणों के बीच आगे और पीछे प्रतिबिंबित होते हैं, और प्रत्येक प्रतिबिंब उत्तेजित विकिरण प्रक्रिया के माध्यम से अधिक फोटॉन उत्पन्न करता है, जिससे प्रकाश का प्रवर्धन होता है। जब प्रकाश की तीव्रता एक निश्चित सीमा तक बढ़ जाती है, तो अर्ध परावर्तक दर्पण के माध्यम से लेजर उत्पन्न होता है।