എന്താണ് ലേസർ? ലേസർ ജനറേഷൻ്റെ തത്വം

മനുഷ്യരാശിയുടെ ഏറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ട കണ്ടുപിടുത്തങ്ങളിലൊന്നാണ് ലേസർ, "ഏറ്റവും തിളക്കമുള്ള പ്രകാശം" എന്നറിയപ്പെടുന്നു. ദൈനംദിന ജീവിതത്തിൽ, ലേസർ ബ്യൂട്ടി, ലേസർ വെൽഡിംഗ്, ലേസർ കൊതുക് കില്ലറുകൾ തുടങ്ങി വിവിധ ലേസർ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ നമുക്ക് പലപ്പോഴും കാണാൻ കഴിയും. ഇന്ന്, ലേസറുകളെക്കുറിച്ചും അവയുടെ തലമുറയ്ക്ക് പിന്നിലെ തത്വങ്ങളെക്കുറിച്ചും വിശദമായി മനസ്സിലാക്കാം.

എന്താണ് ലേസർ?

ഒരു പ്രത്യേക പ്രകാശകിരണം സൃഷ്ടിക്കാൻ ലേസർ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു പ്രകാശ സ്രോതസ്സാണ് ലേസർ. ഉത്തേജിതമായ വികിരണ പ്രക്രിയയിലൂടെ ഒരു ബാഹ്യ പ്രകാശ സ്രോതസ്സിൽ നിന്നോ പവർ സ്രോതസ്സിൽ നിന്നോ ഊർജ്ജം മെറ്റീരിയലിലേക്ക് ഇൻപുട്ട് ചെയ്തുകൊണ്ട് ലേസർ പ്രകാശം സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

പ്രകാശവും ഒപ്റ്റിക്കൽ റിഫ്ലക്ടറും വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഒരു സജീവ മാധ്യമം (ഗ്യാസ്, ഖര അല്ലെങ്കിൽ ദ്രാവകം പോലുള്ളവ) അടങ്ങിയ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഉപകരണമാണ് ലേസർ. ലേസറിലെ സജീവ മാധ്യമം സാധാരണയായി തിരഞ്ഞെടുത്തതും പ്രോസസ്സ് ചെയ്തതുമായ മെറ്റീരിയലാണ്, അതിൻ്റെ സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ ലേസറിൻ്റെ ഔട്ട്പുട്ട് തരംഗദൈർഘ്യം നിർണ്ണയിക്കുന്നു.

ലേസർ സൃഷ്ടിക്കുന്ന പ്രകാശത്തിന് നിരവധി സവിശേഷ സ്വഭാവങ്ങളുണ്ട്:

ഒന്നാമതായി, ചില പ്രത്യേക ഒപ്റ്റിക്കൽ ആവശ്യങ്ങൾ നിറവേറ്റാൻ കഴിയുന്ന വളരെ കർശനമായ ആവൃത്തികളും തരംഗദൈർഘ്യങ്ങളുമുള്ള മോണോക്രോമാറ്റിക് പ്രകാശമാണ് ലേസറുകൾ.

രണ്ടാമതായി, ലേസർ യോജിച്ച പ്രകാശമാണ്, കൂടാതെ പ്രകാശ തരംഗങ്ങളുടെ ഘട്ടം വളരെ സ്ഥിരതയുള്ളതാണ്, ഇത് ദീർഘദൂരങ്ങളിൽ താരതമ്യേന സ്ഥിരതയുള്ള പ്രകാശ തീവ്രത നിലനിർത്താൻ കഴിയും.

മൂന്നാമതായി, ലേസറുകൾ വളരെ ഇടുങ്ങിയ ബീമുകളും മികച്ച ഫോക്കസിംഗും ഉള്ള ഉയർന്ന ദിശാസൂചനയുള്ള പ്രകാശമാണ്, ഇത് ഉയർന്ന സ്പേഷ്യൽ റെസലൂഷൻ നേടാൻ ഉപയോഗിക്കാം.

ലേസർ ഒരു പ്രകാശ സ്രോതസ്സാണ്

ലേസർ ജനറേഷൻ്റെ തത്വം

ലേസർ ജനറേഷൻ മൂന്ന് അടിസ്ഥാന ശാരീരിക പ്രക്രിയകൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു: ഉത്തേജിതമായ വികിരണം, സ്വയമേവയുള്ള ഉദ്വമനം, ഉത്തേജിതമായ ആഗിരണം.

Sടിമുലേറ്റഡ് റേഡിയേഷൻ

ലേസർ ഉൽപാദനത്തിൻ്റെ താക്കോലാണ് ഉത്തേജിതമായ വികിരണം. ഉയർന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലുള്ള ഒരു ഇലക്ട്രോൺ മറ്റൊരു ഫോട്ടോൺ ഉത്തേജിപ്പിക്കുമ്പോൾ, അത് ഫോട്ടോണിൻ്റെ ദിശയിൽ അതേ ഊർജ്ജം, ആവൃത്തി, ഘട്ടം, ധ്രുവീകരണ അവസ്ഥ, പ്രചരണ ദിശ എന്നിവയുള്ള ഒരു ഫോട്ടോൺ പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു. ഈ പ്രക്രിയയെ സ്റ്റിമുലേറ്റഡ് റേഡിയേഷൻ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. അതായത്, ഉത്തേജിതമായ വികിരണ പ്രക്രിയയിലൂടെ ഒരു ഫോട്ടോണിന് സമാനമായ ഫോട്ടോണിനെ "ക്ലോൺ" ചെയ്യാൻ കഴിയും, അതുവഴി പ്രകാശത്തിൻ്റെ വർദ്ധനവ് കൈവരിക്കാനാകും.

Sപൊട്ടാനിയസ് എമിഷൻ

ഒരു ആറ്റത്തിൻ്റെയോ അയോണിൻ്റെയോ തന്മാത്രയുടെയോ ഇലക്ട്രോൺ ഉയർന്ന ഊർജ്ജ തലത്തിൽ നിന്ന് താഴ്ന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലേക്ക് മാറുമ്പോൾ, അത് ഒരു നിശ്ചിത അളവിലുള്ള ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ ഫോട്ടോണുകൾ പുറത്തുവിടുന്നു, അതിനെ സ്പോണ്ടേനിയസ് എമിഷൻ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. അത്തരം ഫോട്ടോണുകളുടെ ഉദ്വമനം ക്രമരഹിതമാണ്, കൂടാതെ പുറത്തുവിടുന്ന ഫോട്ടോണുകൾക്കിടയിൽ യാതൊരു യോജിപ്പും ഇല്ല, അതായത് അവയുടെ ഘട്ടം, ധ്രുവീകരണ അവസ്ഥ, പ്രചരണ ദിശ എന്നിവ ക്രമരഹിതമാണ്.

Sടിമുലേറ്റഡ് ആഗിരണം

താഴ്ന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലുള്ള ഒരു ഇലക്ട്രോൺ, അതിന് തുല്യമായ ഊർജ്ജ നില വ്യത്യാസമുള്ള ഫോട്ടോണിനെ ആഗിരണം ചെയ്യുമ്പോൾ, അത് ഉയർന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലേക്ക് ഉത്തേജിപ്പിക്കപ്പെടും. ഈ പ്രക്രിയയെ ഉത്തേജിതമായ ആഗിരണം എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

ലേസറുകളിൽ, ഉത്തേജിതമായ വികിരണ പ്രക്രിയ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന് സാധാരണയായി രണ്ട് സമാന്തര കണ്ണാടികൾ ചേർന്ന ഒരു അനുരണന അറയാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ഒരു കണ്ണാടി മൊത്തത്തിലുള്ള പ്രതിഫലന കണ്ണാടിയാണ്, മറ്റേ കണ്ണാടി അർദ്ധ പ്രതിഫലന കണ്ണാടിയാണ്, ഇത് ലേസറിൻ്റെ ഒരു ഭാഗം കടന്നുപോകാൻ അനുവദിക്കുന്നു.

ലേസർ മീഡിയത്തിലെ ഫോട്ടോണുകൾ രണ്ട് കണ്ണാടികൾക്കിടയിൽ അങ്ങോട്ടും ഇങ്ങോട്ടും പ്രതിഫലിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഓരോ പ്രതിഫലനവും ഉത്തേജിതമായ വികിരണ പ്രക്രിയയിലൂടെ കൂടുതൽ ഫോട്ടോണുകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കുകയും അതുവഴി പ്രകാശത്തിൻ്റെ വർദ്ധനവ് കൈവരിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. പ്രകാശത്തിൻ്റെ തീവ്രത ഒരു പരിധി വരെ വർദ്ധിക്കുമ്പോൾ, ഒരു അർദ്ധ പ്രതിഫലന കണ്ണാടിയിലൂടെ ലേസർ ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു.