లేజర్ సూత్రం

లేజర్‌ల సూత్రం స్టిమ్యులేటెడ్ ఎమిషన్‌పై ఆధారపడింది, ఈ భావనను 20వ శతాబ్దం ప్రారంభంలో ఐన్‌స్టీన్ ప్రతిపాదించారు. ప్రధాన ప్రక్రియ క్రింది విధంగా ఉంది:

- ఎలక్ట్రాన్ పరివర్తన: పని చేసే మాధ్యమంలోని అణువులు లేదా అణువులు పంపు మూలం (విద్యుత్ శక్తి, కాంతి శక్తి మొదలైనవి) ప్రభావంతో శక్తిని పొందుతాయి, తక్కువ శక్తి స్థాయి నుండి అధిక శక్తి స్థాయికి మారడం, ఉత్తేజిత స్థితిలోకి ప్రవేశిస్తాయి. అధిక శక్తి స్థాయి అస్థిరంగా ఉన్నందున, అణువులు లేదా అణువులు ఆకస్మికంగా తక్కువ శక్తి స్థాయికి మారతాయి, ప్రక్రియలో ఫోటాన్‌లను విడుదల చేస్తాయి.

- ప్రతిధ్వనించే కుహరం ప్రతిబింబం: ఈ ఫోటాన్లు ప్రతిధ్వనించే కుహరంలో ముందుకు వెనుకకు ప్రతిబింబిస్తాయి, పని చేసే మాధ్యమంలో ఇతర ఉత్తేజిత-స్థితి అణువులు లేదా అణువులతో సంకర్షణ చెందుతాయి, మరింత ఉత్తేజిత ఉద్గారాలను ప్రేరేపిస్తాయి. ఇది ఫోటాన్‌ల సంఖ్య ఆకస్మికంగా పెరుగుతుంది, ఫలితంగా అధిక-తీవ్రత, అత్యంత ఏకవర్ణ మరియు అత్యంత దిశాత్మక లేజర్ కాంతి ఏర్పడుతుంది.

లేజర్ భాగాలు

లేజర్ ప్రధానంగా మూడు భాగాలను కలిగి ఉంటుంది: పని చేసే మాధ్యమం, పంపు మూలం మరియు ప్రతిధ్వనించే కుహరం.

- వర్కింగ్ మీడియం: ఇది లేజర్ ఉత్పత్తికి పునాది. ఇది రూబీ, నియోడైమియం గ్లాస్ లేదా కార్బన్ డయాక్సైడ్ వాయువు వంటి జనాభా విలోమాన్ని ప్రారంభించే క్రియాశీల మాధ్యమంతో కూడి ఉంటుంది.

- పంప్ మూలం: పని చేసే మాధ్యమానికి శక్తిని అందిస్తుంది, ఉత్తేజిత ఉద్గారాలను ప్రేరేపిస్తుంది. సాధారణ పద్ధతుల్లో ఎలక్ట్రికల్ ఎక్సైటేషన్ మరియు ఆప్టికల్ ఎక్సైటేషన్ ఉన్నాయి.

- ప్రతిధ్వనించే కుహరం: మొత్తం అంతర్గత ప్రతిబింబ అద్దాలు మరియు పాక్షిక అంతర్గత ప్రతిబింబ అద్దాలతో కూడి ఉంటుంది, ఇది ఫోటాన్‌లకు ఫీడ్‌బ్యాక్ మరియు డోలనం చేసే వాతావరణాన్ని అందిస్తుంది, వాటిని కుహరంలో అనేకసార్లు ముందుకు వెనుకకు ప్రయాణించేలా చేస్తుంది, ఉత్తేజిత ఉద్గార ప్రభావాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది మరియు చివరికి లేజర్ అవుట్‌పుట్‌ను ఏర్పరుస్తుంది.

సింగిల్-మోడ్ మరియు మల్టీ-మోడ్ లేజర్‌ల మధ్య వ్యత్యాసం

సింగిల్-మోడ్ మరియు మల్టీ-మోడ్ లేజర్‌ల మధ్య ప్రధాన వ్యత్యాసం అవుట్‌పుట్ బీమ్‌లోని మోడ్‌ల సంఖ్యలో ఉంటుంది.

- సింగిల్-మోడ్ లేజర్: కాంతి ప్రచారం యొక్క ఒక మోడ్‌కు మాత్రమే మద్దతు ఇస్తుంది. ఇది అధిక పుంజం నాణ్యత, మంచి దిశాత్మకత మరియు పొందిక, ప్రామాణిక వృత్తాకార బీమ్ స్పాట్ మరియు చిన్న డైవర్జెన్స్ యాంగిల్‌ను కలిగి ఉంది. ఇది లేజర్ ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్లు మరియు ఫైబర్ ఆప్టిక్ కమ్యూనికేషన్ వంటి అధిక-ఖచ్చితమైన అప్లికేషన్‌లకు అనుకూలంగా ఉంటుంది.

- మల్టీ-మోడ్ లేజర్: కాంతి ప్రచారం యొక్క బహుళ మోడ్‌లకు మద్దతు ఇస్తుంది. ఇది పెద్ద అవుట్‌పుట్ బీమ్ డైవర్జెన్స్ యాంగిల్, కాంప్లెక్స్ బీమ్ షేప్ మరియు ఇంటెన్సిటీ డిస్ట్రిబ్యూషన్ మరియు తక్కువ కోహెరెన్స్ పొడవు, కానీ అధిక అవుట్‌పుట్ పవర్‌ని కలిగి ఉంటుంది. మెటీరియల్ ప్రాసెసింగ్ మరియు లేజర్ ప్రకాశం వంటి తక్కువ డిమాండ్ ఉన్న అప్లికేషన్‌లకు ఇది అనుకూలంగా ఉంటుంది.

లేజర్స్ - గాస్సియన్ కిరణాలు

లేజర్‌లను గాస్సియన్ కిరణాలు అని పిలుస్తారు, ఎందుకంటే వాటి క్రాస్-సెక్షన్ అంతటా వాటి తీవ్రత పంపిణీ దాదాపుగా గాస్సియన్ ఫంక్షన్‌కు అనుగుణంగా ఉంటుంది, అంటే తీవ్రత మధ్యలో ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు క్రమంగా అంచుల వైపు తగ్గుతుంది, బెల్ ఆకారపు వక్రతను ప్రదర్శిస్తుంది.

ఈ పంపిణీ లక్షణం ప్రతిధ్వనించే కుహరంలో ఏర్పడే సమయంలో లేజర్ యొక్క స్వీయ-పునరుత్పత్తి నుండి వచ్చింది; విక్షేపం మరియు ప్రచారం తర్వాత కూడా, దాని తీవ్రత పంపిణీ గాస్సియన్ రూపాన్ని నిర్వహిస్తుంది. గాస్సియన్ కిరణాలు అద్భుతమైన ఫోకసింగ్ పనితీరు మరియు ఏకవర్ణతను కలిగి ఉంటాయి, మోడ్ పోటీని సమర్థవంతంగా తగ్గించి, బీమ్ నాణ్యతను మెరుగుపరుస్తాయి, వీటిని ఆప్టికల్ సిస్టమ్ డిజైన్, లేజర్ ప్రాసెసింగ్ మరియు ఇతర రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తున్నారు.

లేజర్ వర్గీకరణ లేజర్‌లను అనేక విధాలుగా వర్గీకరించవచ్చు, వాటిలో ఒకటి పని చేసే మాధ్యమం ద్వారా:

- సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్‌లు: ఇవి నియోడైమియం-డోప్డ్ అల్యూమినియం గార్నెట్ (Nd:YAG) లేజర్‌ల వంటి ఘన పదార్థాలను పని చేసే మాధ్యమంగా ఉపయోగిస్తాయి. ఈ లేజర్‌లు సాధారణంగా అధిక పవర్ అవుట్‌పుట్ మరియు మంచి స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటాయి మరియు పారిశ్రామిక ప్రాసెసింగ్, ఔషధం మరియు శాస్త్రీయ పరిశోధనలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి.

- గ్యాస్ లేజర్‌లు: ఇవి హీలియం-నియాన్ లేజర్‌లు (He-Ne) మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్ లేజర్‌లు (CO2) వంటి వాయువులను పని చేసే మాధ్యమంగా ఉపయోగిస్తాయి. కనిపించే మరియు పరారుణ వర్ణపట ప్రాంతాలలో గ్యాస్ లేజర్‌లు విస్తృత అప్లికేషన్‌లను కలిగి ఉంటాయి.

- లిక్విడ్ లేజర్‌లు: డై లేజర్‌లు అని కూడా పిలుస్తారు, ఇవి ఆర్గానిక్ డై సొల్యూషన్‌లను పని చేసే మాధ్యమంగా ఉపయోగిస్తాయి. వారి తరంగదైర్ఘ్యం ట్యూనబిలిటీ వారికి శాస్త్రీయ పరిశోధన మరియు బయోమెడిసిన్‌లో ప్రత్యేక ప్రయోజనాలను ఇస్తుంది.

- సెమీకండక్టర్ లేజర్‌లు: ఇవి లేజర్ డయోడ్‌ల వంటి సెమీకండక్టర్ పదార్థాలను పని చేసే మాధ్యమంగా ఉపయోగిస్తాయి. ఈ లేజర్‌లు సూక్ష్మీకరణ మరియు ఏకీకరణలో ప్రయోజనాలను అందిస్తాయి మరియు ఆప్టికల్ కమ్యూనికేషన్, లేజర్ ప్రింటింగ్ మరియు ఇతర రంగాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి.

- ఫ్రీ-ఎలక్ట్రాన్ లేజర్‌లు: ఇవి హై-స్పీడ్ ఫ్రీ ఎలక్ట్రాన్ కిరణాలను పని చేసే మాధ్యమంగా ఉపయోగిస్తాయి. అవి విస్తృతమైన అవుట్‌పుట్ పవర్ మరియు తరంగదైర్ఘ్యాలను అందిస్తాయి, వాటిని అధిక-శక్తి భౌతిక శాస్త్రం మరియు ఎక్స్-రే స్పెక్ట్రోస్కోపీకి అనుకూలంగా చేస్తాయి.