ലേസറിന്റെ തത്വങ്ങളും തരങ്ങളും

തത്വങ്ങളും തരങ്ങളുംലേസർ
ലേസർ എന്താണ്?
ലേസർ (ഉത്തേജിത വികിരണത്താൽ പ്രകാശ ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ); മികച്ച ആശയം ലഭിക്കാൻ, താഴെയുള്ള ചിത്രം നോക്കുക:

ഉയർന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലുള്ള ഒരു ആറ്റം സ്വയമേവ താഴ്ന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലേക്ക് മാറുകയും ഒരു ഫോട്ടോൺ പുറപ്പെടുവിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, ഈ പ്രക്രിയയെ സ്വയമേവയുള്ള വികിരണം എന്ന് വിളിക്കുന്നു.
ജനപ്രിയമായത് ഇങ്ങനെയാണ് മനസ്സിലാക്കാൻ കഴിയുക: നിലത്തുള്ള ഒരു പന്ത് അതിന്റെ ഏറ്റവും അനുയോജ്യമായ സ്ഥാനമാണ്, ബാഹ്യബലം (പമ്പിംഗ് എന്ന് വിളിക്കുന്നു) ഉപയോഗിച്ച് പന്ത് വായുവിലേക്ക് തള്ളപ്പെടുമ്പോൾ, ബാഹ്യബലം അപ്രത്യക്ഷമാകുന്ന നിമിഷം, പന്ത് ഉയർന്ന ഉയരത്തിൽ നിന്ന് വീഴുകയും ഒരു നിശ്ചിത അളവിൽ ഊർജ്ജം പുറത്തുവിടുകയും ചെയ്യുന്നു. പന്ത് ഒരു പ്രത്യേക ആറ്റമാണെങ്കിൽ, പരിവർത്തന സമയത്ത് ആ ആറ്റം ഒരു പ്രത്യേക തരംഗദൈർഘ്യമുള്ള ഒരു ഫോട്ടോൺ പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു.

ലേസറുകളുടെ വർഗ്ഗീകരണം
ലേസർ ജനറേഷന്റെ തത്വത്തിൽ ആളുകൾ പ്രാവീണ്യം നേടിയിട്ടുണ്ട്, ലേസറിന്റെ വ്യത്യസ്ത രൂപങ്ങൾ വികസിപ്പിക്കാൻ തുടങ്ങി, ലേസർ വർക്കിംഗ് മെറ്റീരിയൽ അനുസരിച്ച് തരംതിരിക്കുകയാണെങ്കിൽ, ഗ്യാസ് ലേസർ, സോളിഡ് ലേസർ, സെമികണ്ടക്ടർ ലേസർ മുതലായവയായി തിരിക്കാം.
1, ഗ്യാസ് ലേസർ വർഗ്ഗീകരണം: ആറ്റം, തന്മാത്ര, അയോൺ;
ഗ്യാസ് ലേസറിന്റെ പ്രവർത്തന പദാർത്ഥം വാതകമോ ലോഹ നീരാവിയോ ആണ്, ഇത് ലേസർ ഔട്ട്‌പുട്ടിന്റെ വിശാലമായ തരംഗദൈർഘ്യ ശ്രേണിയുടെ സവിശേഷതയാണ്. ഏറ്റവും സാധാരണമായത് ഒരു CO2 ലേസർ ആണ്, അതിൽ വൈദ്യുത ഡിസ്ചാർജ് ഉത്തേജിപ്പിച്ച് 10.6um ന്റെ ഇൻഫ്രാറെഡ് ലേസർ സൃഷ്ടിക്കാൻ CO2 ഒരു പ്രവർത്തന പദാർത്ഥമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ഗ്യാസ് ലേസറിന്റെ പ്രവർത്തന പദാർത്ഥം വാതകമായതിനാലും, ലേസറിന്റെ മൊത്തത്തിലുള്ള ഘടന വളരെ വലുതായതിനാലും, ഗ്യാസ് ലേസറിന്റെ ഔട്ട്‌പുട്ട് തരംഗദൈർഘ്യം വളരെ ദൈർഘ്യമേറിയതിനാലും, മെറ്റീരിയൽ പ്രോസസ്സിംഗ് പ്രകടനം നല്ലതല്ല. അതിനാൽ, ഗ്യാസ് ലേസറുകൾ ഉടൻ തന്നെ വിപണിയിൽ നിന്ന് ഒഴിവാക്കപ്പെട്ടു, കൂടാതെ ചില പ്രത്യേക മേഖലകളിൽ മാത്രമേ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നുള്ളൂ, ഉദാഹരണത്തിന് ചില പ്ലാസ്റ്റിക് ഭാഗങ്ങളുടെ ലേസർ അടയാളപ്പെടുത്തൽ.
2, സോളിഡ് ലേസർവർഗ്ഗീകരണം: മാണിക്യം, Nd:YAG, മുതലായവ;
സോളിഡ് സ്റ്റേറ്റ് ലേസറിന്റെ പ്രവർത്തന വസ്തു റൂബി, നിയോഡൈമിയം ഗ്ലാസ്, യിട്രിയം അലുമിനിയം ഗാർനെറ്റ് (YAG) മുതലായവയാണ്, ഇത് മാട്രിക്സ് ആയി പദാർത്ഥത്തിന്റെ ക്രിസ്റ്റലിലോ ഗ്ലാസിലോ ഒരേപോലെ സംയോജിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ചെറിയ അളവിലുള്ള അയോണുകളാണ്, ഇതിനെ ആക്റ്റീവ് അയോണുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു.
സോളിഡ്-സ്റ്റേറ്റ് ലേസർ ഒരു പ്രവർത്തന പദാർത്ഥം, ഒരു പമ്പിംഗ് സിസ്റ്റം, ഒരു റെസൊണേറ്റർ, ഒരു കൂളിംഗ്, ഫിൽട്ടറിംഗ് സിസ്റ്റം എന്നിവ ചേർന്നതാണ്. താഴെയുള്ള ചിത്രത്തിന്റെ മധ്യത്തിലുള്ള കറുത്ത ചതുരം ഒരു ലേസർ ക്രിസ്റ്റലാണ്, ഇത് ഇളം നിറമുള്ള സുതാര്യമായ ഗ്ലാസ് പോലെ കാണപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ അപൂർവ എർത്ത് ലോഹങ്ങൾ കൊണ്ട് ഡോപ്പ് ചെയ്ത ഒരു സുതാര്യമായ ക്രിസ്റ്റൽ അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു. ഒരു പ്രകാശ സ്രോതസ്സ് പ്രകാശിപ്പിക്കുമ്പോൾ ഒരു കണിക ജനസംഖ്യാ വിപരീതം രൂപപ്പെടുത്തുന്ന അപൂർവ എർത്ത് ലോഹ ആറ്റത്തിന്റെ പ്രത്യേക ഘടനയാണിത് (നിലത്തെ നിരവധി പന്തുകൾ വായുവിലേക്ക് തള്ളപ്പെടുന്നുവെന്ന് മനസ്സിലാക്കുക), തുടർന്ന് കണികകൾ മാറുമ്പോൾ ഫോട്ടോണുകൾ പുറപ്പെടുവിക്കുന്നു, ഫോട്ടോണുകളുടെ എണ്ണം മതിയാകുമ്പോൾ, ലേസർ രൂപീകരണം. പുറത്തുവിടുന്ന ലേസർ ഒരു ദിശയിൽ ഔട്ട്പുട്ട് ചെയ്യുന്നുണ്ടെന്ന് ഉറപ്പാക്കാൻ, പൂർണ്ണ മിററുകളും (ഇടത് ലെൻസ്) സെമി-റിഫ്ലെക്റ്റീവ് ഔട്ട്പുട്ട് മിററുകളും (വലത് ലെൻസ്) ഉണ്ട്. ലേസർ ഔട്ട്പുട്ട് ചെയ്യുമ്പോൾ, തുടർന്ന് ഒരു പ്രത്യേക ഒപ്റ്റിക്കൽ ഡിസൈനിലൂടെ, ലേസർ ഊർജ്ജത്തിന്റെ രൂപീകരണം.

3, അർദ്ധചാലക ലേസർ
സെമികണ്ടക്ടർ ലേസറുകളുടെ കാര്യം വരുമ്പോൾ, അതിനെ ഒരു ഫോട്ടോഡയോഡ് എന്ന് ലളിതമായി മനസ്സിലാക്കാം, ഡയോഡിൽ ഒരു പിഎൻ ജംഗ്ഷൻ ഉണ്ട്, ഒരു നിശ്ചിത കറന്റ് ചേർക്കുമ്പോൾ, സെമികണ്ടക്ടറിലെ ഇലക്ട്രോണിക് സംക്രമണം ഫോട്ടോണുകൾ പുറത്തുവിടാൻ രൂപം കൊള്ളുന്നു, അതിന്റെ ഫലമായി ലേസർ ഉണ്ടാകുന്നു. സെമികണ്ടക്ടർ പുറത്തുവിടുന്ന ലേസർ ഊർജ്ജം ചെറുതാണെങ്കിൽ, കുറഞ്ഞ പവർ സെമികണ്ടക്ടർ ഉപകരണം പമ്പ് സ്രോതസ്സായി (എക്‌സിറ്റേഷൻ സോഴ്‌സ്) ഉപയോഗിക്കാം.ഫൈബർ ലേസർ, അങ്ങനെ ഫൈബർ ലേസർ രൂപം കൊള്ളുന്നു. സെമികണ്ടക്ടർ ലേസറിന്റെ ശക്തി പ്രോസസ്സ് മെറ്റീരിയലുകളിലേക്ക് നേരിട്ട് ഔട്ട്പുട്ട് ചെയ്യാൻ കഴിയുന്ന തരത്തിലേക്ക് കൂടുതൽ വർദ്ധിപ്പിച്ചാൽ, അത് ഒരു നേരിട്ടുള്ള സെമികണ്ടക്ടർ ലേസറായി മാറുന്നു. നിലവിൽ, വിപണിയിലുള്ള നേരിട്ടുള്ള സെമികണ്ടക്ടർ ലേസറുകൾ 10,000-വാട്ട് ലെവലിൽ എത്തിയിരിക്കുന്നു.

മുകളിൽ പറഞ്ഞ നിരവധി ലേസറുകൾക്ക് പുറമേ, ഇന്ധന ലേസറുകൾ എന്നും അറിയപ്പെടുന്ന ദ്രാവക ലേസറുകളും ആളുകൾ കണ്ടുപിടിച്ചിട്ടുണ്ട്. ദ്രാവക ലേസറുകൾ ഖരവസ്തുക്കളേക്കാൾ വ്യാപ്തത്തിലും പ്രവർത്തന പദാർത്ഥത്തിലും കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമാണ്, മാത്രമല്ല അവ വളരെ അപൂർവമായി മാത്രമേ ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നുള്ളൂ.