लेजर भनेको के हो? लेजर उत्पादन को सिद्धान्त

लेजर मानवताको महत्त्वपूर्ण आविष्कारहरू मध्ये एक हो, जसलाई "उज्ज्वल प्रकाश" भनिन्छ। दैनिक जीवनमा, हामी प्राय: लेजर ब्यूटी, लेजर वेल्डिंग, लेजर लामखुट्टे किलर, र यस्तै विभिन्न लेजर अनुप्रयोगहरू देख्न सक्छौं। आज, लेजरहरू र तिनीहरूको पुस्ता पछाडिका सिद्धान्तहरूको विस्तृत बुझाइ गरौं।

लेजर भनेको के हो?

लेजर एक प्रकाश स्रोत हो जसले प्रकाशको विशेष किरण उत्पन्न गर्न लेजर प्रयोग गर्दछ। लेजरले उत्तेजित विकिरणको प्रक्रिया मार्फत सामग्रीमा बाह्य प्रकाश स्रोत वा शक्ति स्रोतबाट ऊर्जा इनपुट गरेर लेसिङ प्रकाश उत्पन्न गर्दछ।

लेजर एक सक्रिय माध्यम (जस्तै ग्यास, ठोस, वा तरल) बाट बनेको अप्टिकल उपकरण हो जसले प्रकाश र अप्टिकल रिफ्लेक्टरलाई विस्तार गर्न सक्छ। लेजरमा सक्रिय माध्यम सामान्यतया चयन गरिएको र प्रशोधन गरिएको सामग्री हो, र यसको विशेषताहरूले लेजरको आउटपुट तरंगदैर्ध्य निर्धारण गर्दछ।

लेजरहरू द्वारा उत्पन्न प्रकाशमा धेरै विशिष्ट विशेषताहरू छन्:

पहिलो, लेजरहरू धेरै कडा फ्रिक्वेन्सीहरू र तरंग लम्बाइ भएका मोनोक्रोमेटिक प्रकाश हुन्, जसले केही विशेष अप्टिकल आवश्यकताहरू पूरा गर्न सक्छ।

दोस्रो, लेजर सुसंगत प्रकाश हो, र प्रकाश तरंगहरूको चरण धेरै संगत छ, जसले लामो दूरीमा अपेक्षाकृत स्थिर प्रकाश तीव्रता कायम राख्न सक्छ।

तेस्रो, लेजरहरू धेरै साँघुरो बीमहरू र उत्कृष्ट फोकस भएका उच्च दिशात्मक प्रकाश हुन्, जुन उच्च स्थानिय रिजोल्युसन प्राप्त गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ।

लेजर एक प्रकाश स्रोत हो

लेजर उत्पादन को सिद्धान्त

लेजरको उत्पादनमा तीन आधारभूत भौतिक प्रक्रियाहरू समावेश हुन्छन्: उत्तेजित विकिरण, सहज उत्सर्जन, र उत्तेजित अवशोषण।

Sसमयबद्ध विकिरण

उत्तेजित विकिरण लेजर उत्पादनको लागि कुञ्जी हो। जब उच्च ऊर्जा स्तरमा एक इलेक्ट्रोन अर्को फोटोन द्वारा उत्तेजित हुन्छ, यसले उही उर्जा, आवृत्ति, चरण, ध्रुवीकरण अवस्था, र फोटोनको दिशामा प्रसार दिशाको साथ एक फोटोन उत्सर्जन गर्दछ। यो प्रक्रियालाई उत्तेजित विकिरण भनिन्छ। अर्थात्, एक फोटोनले उत्तेजित विकिरणको प्रक्रिया मार्फत समान फोटोनलाई "क्लोन" गर्न सक्छ, जसले गर्दा प्रकाशको प्रवर्द्धन प्राप्त हुन्छ।

Sसहज उत्सर्जन

जब एक परमाणु, आयन, वा अणुको इलेक्ट्रोन उच्च ऊर्जा स्तरबाट कम ऊर्जा स्तरमा ट्रान्जिसन हुन्छ, यसले निश्चित मात्रामा ऊर्जाको फोटानहरू छोड्छ, जसलाई सहज उत्सर्जन भनिन्छ। त्यस्ता फोटनको उत्सर्जन अनियमित हुन्छ, र उत्सर्जित फोटोनहरू बीच कुनै तालमेल हुँदैन, जसको मतलब तिनीहरूको चरण, ध्रुवीकरण अवस्था, र प्रसार दिशा सबै अनियमित छन्।

Sसमयबद्ध अवशोषण

जब कम ऊर्जा स्तरमा एक इलेक्ट्रोनले यसको आफ्नै बराबर ऊर्जा स्तर भिन्नताको साथ फोटोनलाई अवशोषित गर्दछ, यो उच्च ऊर्जा स्तरमा उत्साहित हुन सक्छ। यो प्रक्रियालाई उत्तेजित अवशोषण भनिन्छ।

लेजरहरूमा, दुई समानान्तर मिररहरू मिलेर बनेको गुंजाइश गुहा सामान्यतया उत्तेजित विकिरण प्रक्रिया बढाउन प्रयोग गरिन्छ। एउटा ऐना कुल प्रतिबिम्ब मिरर हो, र अर्को ऐना अर्ध प्रतिबिम्ब ऐना हो, जसले लेजरको एक भागलाई पार गर्न अनुमति दिन्छ।

लेजर माध्यममा फोटनहरू दुई ऐनाहरू बीच अगाडि र पछाडि प्रतिबिम्बित हुन्छन्, र प्रत्येक प्रतिबिम्बले उत्तेजित विकिरण प्रक्रिया मार्फत थप फोटनहरू उत्पादन गर्दछ, जसले गर्दा प्रकाशको प्रवर्धन प्राप्त हुन्छ। जब प्रकाशको तीव्रता एक निश्चित हदसम्म बढ्छ, लेजर अर्ध प्रतिबिम्बित मिरर मार्फत उत्पन्न हुन्छ।