వృత్తిపరమైన జ్ఞానం

లేజర్ యొక్క సూత్రం కూర్పు మరియు అప్లికేషన్

2021-08-04
లేజర్ అనేది లేజర్‌ను విడుదల చేయగల పరికరం. పని చేసే మాధ్యమం ప్రకారం, లేజర్‌లను నాలుగు వర్గాలుగా విభజించవచ్చు: గ్యాస్ లేజర్‌లు, ఘన లేజర్‌లు, సెమీకండక్టర్ లేజర్‌లు మరియు డై లేజర్‌లు. ఇటీవల, ఉచిత ఎలక్ట్రాన్ లేజర్‌లు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి. హై-పవర్ లేజర్‌లు సాధారణంగా పల్సెడ్‌గా ఉంటాయి. అవుట్‌పుట్.

లేజర్ పని సూత్రం:
ఉచిత ఎలక్ట్రాన్ లేజర్‌లు తప్ప, వివిధ లేజర్‌ల ప్రాథమిక పని సూత్రాలు ఒకే విధంగా ఉంటాయి. లేజర్ ఉత్పత్తికి అనివార్యమైన పరిస్థితులు జనాభా విలోమం మరియు నష్టం కంటే ఎక్కువ లాభం, కాబట్టి పరికరంలోని అనివార్య భాగాలు ఉత్తేజితం (లేదా పంపింగ్) మూలం మరియు మెటాస్టేబుల్ శక్తి స్థాయితో పనిచేసే మాధ్యమం. ఉత్తేజితం అంటే, పని మాధ్యమం బాహ్య శక్తిని గ్రహించిన తర్వాత ఉత్తేజిత స్థితికి ఉత్తేజితమవుతుంది, జనాభా విలోమాన్ని గ్రహించడం మరియు నిర్వహించడం కోసం పరిస్థితులను సృష్టించడం. ఉత్తేజిత పద్ధతులలో ఆప్టికల్ ఎక్సైటేషన్, ఎలక్ట్రికల్ ఎక్సైటేషన్, కెమికల్ ఎక్సైటేషన్ మరియు న్యూక్లియర్ ఎనర్జీ ఎక్సిటేషన్ ఉన్నాయి.
పని చేసే మాధ్యమం యొక్క మెటాస్టేబుల్ శక్తి స్థాయి ఉద్దీపన రేడియేషన్‌ను ఆధిపత్యం చేస్తుంది, తద్వారా ఆప్టికల్ యాంప్లిఫికేషన్‌ను గ్రహించవచ్చు. లేజర్‌లలోని సాధారణ భాగాలు ప్రతిధ్వనించే కుహరాన్ని కలిగి ఉంటాయి, అయితే ప్రతిధ్వని కుహరం (ఆప్టికల్ రెసొనెంట్ కేవిటీని చూడండి) ఒక అనివార్యమైన భాగం కాదు. ప్రతిధ్వనించే కుహరం కుహరంలోని ఫోటాన్‌లను ఒకే పౌనఃపున్యం, దశ మరియు నడుస్తున్న దిశను కలిగి ఉండేలా చేస్తుంది, తద్వారా లేజర్‌కు మంచి దిశాత్మకత మరియు పొందిక ఉంటుంది. అంతేకాకుండా, ఇది పని చేసే పదార్థం యొక్క పొడవును బాగా తగ్గించగలదు మరియు ప్రతిధ్వని కుహరం (అంటే మోడ్ ఎంపిక) యొక్క పొడవును మార్చడం ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన లేజర్ యొక్క మోడ్‌ను కూడా సర్దుబాటు చేయగలదు, కాబట్టి సాధారణంగా లేజర్‌లు ప్రతిధ్వనించే కావిటీలను కలిగి ఉంటాయి.

లేజర్ సాధారణంగా మూడు భాగాలను కలిగి ఉంటుంది:
1. పని చేసే పదార్ధం: లేజర్ యొక్క ప్రధాన భాగంలో, శక్తి స్థాయి పరివర్తనను సాధించగల పదార్ధం మాత్రమే లేజర్ యొక్క పని పదార్థంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
2. శక్తిని ప్రోత్సహించడం: పని చేసే పదార్థానికి శక్తిని ఇవ్వడం మరియు తక్కువ-శక్తి స్థాయి నుండి బాహ్య శక్తి యొక్క అధిక-శక్తి స్థాయి వరకు అణువులను ఉత్తేజపరచడం దీని పని. సాధారణంగా కాంతి శక్తి, ఉష్ణ శక్తి, విద్యుత్ శక్తి, రసాయన శక్తి మొదలైనవి ఉండవచ్చు.
3. ఆప్టికల్ రెసోనెంట్ కేవిటీ: పని చేసే పదార్ధం యొక్క ఉద్దీపన రేడియేషన్ నిరంతరం కొనసాగేలా చేయడం మొదటి విధి; రెండవది ఫోటాన్‌లను నిరంతరం వేగవంతం చేయడం; మూడవది లేజర్ అవుట్‌పుట్ దిశను పరిమితం చేయడం. సరళమైన ఆప్టికల్ రెసొనెంట్ కేవిటీ హీలియం-నియాన్ లేజర్ యొక్క రెండు చివర్లలో ఉంచబడిన రెండు సమాంతర అద్దాలతో కూడి ఉంటుంది. జనాభా విలోమాన్ని సాధించిన రెండు శక్తి స్థాయిల మధ్య కొన్ని నియాన్ పరమాణువులు మారినప్పుడు మరియు లేజర్ దిశకు సమాంతరంగా ఫోటాన్‌లను ప్రసరించినప్పుడు, ఈ ఫోటాన్‌లు రెండు అద్దాల మధ్య ముందుకు వెనుకకు ప్రతిబింబిస్తాయి, తద్వారా నిరంతరం ఉత్తేజిత రేడియేషన్‌కు కారణమవుతుంది. చాలా బలమైన లేజర్ కాంతి చాలా త్వరగా ఉత్పత్తి అవుతుంది.

లేజర్ ద్వారా విడుదలయ్యే కాంతి నాణ్యత స్వచ్ఛమైనది మరియు స్పెక్ట్రం స్థిరంగా ఉంటుంది, దీనిని అనేక విధాలుగా ఉపయోగించవచ్చు:
రూబీ లేజర్: అసలు లేజర్ ఏమిటంటే, రూబీ ప్రకాశవంతమైన ఫ్లాషింగ్ బల్బ్ ద్వారా ఉత్తేజితమైంది, మరియు ఉత్పత్తి చేయబడిన లేజర్ నిరంతర మరియు స్థిరమైన పుంజం కాకుండా "పల్స్ లేజర్". ఈ లేజర్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన కాంతి వేగం యొక్క నాణ్యత మనం ఇప్పుడు ఉపయోగిస్తున్న లేజర్ డయోడ్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన లేజర్ నుండి ప్రాథమికంగా భిన్నంగా ఉంటుంది. కొన్ని నానోసెకన్లు మాత్రమే ఉండే ఈ తీవ్రమైన కాంతి ఉద్గారం, వ్యక్తుల హోలోగ్రాఫిక్ పోర్ట్రెయిట్‌ల వంటి సులభంగా కదిలే వస్తువులను సంగ్రహించడానికి చాలా అనుకూలంగా ఉంటుంది. మొదటి లేజర్ పోర్ట్రెయిట్ 1967లో జన్మించింది. రూబీ లేజర్‌లకు ఖరీదైన కెంపులు అవసరమవుతాయి మరియు తక్కువ కాంతి పల్స్‌ను మాత్రమే ఉత్పత్తి చేయగలవు.

He-Ne లేజర్: 1960లో, శాస్త్రవేత్తలు అలీ జావాన్, విలియం R. బ్రెన్నెట్ Jr. మరియు డోనాల్డ్ హెరియట్ He-Ne లేజర్‌ను రూపొందించారు. ఇది మొదటి గ్యాస్ లేజర్. ఈ రకమైన లేజర్‌ను సాధారణంగా హోలోగ్రాఫిక్ ఫోటోగ్రాఫర్‌లు ఉపయోగిస్తారు. రెండు ప్రయోజనాలు: 1. నిరంతర లేజర్ అవుట్‌పుట్‌ను ఉత్పత్తి చేయండి; 2. కాంతి ప్రేరేపణ కోసం ఫ్లాష్ బల్బ్ అవసరం లేదు, కానీ విద్యుత్ ఉత్తేజిత వాయువును ఉపయోగించండి.

లేజర్ డయోడ్: లేజర్ డయోడ్ సాధారణంగా ఉపయోగించే లేజర్‌లలో ఒకటి. కాంతిని విడుదల చేయడానికి డయోడ్ యొక్క PN జంక్షన్ యొక్క రెండు వైపులా ఎలక్ట్రాన్లు మరియు రంధ్రాల యొక్క యాదృచ్ఛిక పునఃసంయోగం యొక్క దృగ్విషయాన్ని స్పాంటేనియస్ ఎమిషన్ అంటారు. ఆకస్మిక రేడియేషన్ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన ఫోటాన్ సెమీకండక్టర్ గుండా వెళుతున్నప్పుడు, అది ఉద్గారించిన ఎలక్ట్రాన్-హోల్ జత సమీపంలోకి వెళ్ళిన తర్వాత, అది రెండిటిని తిరిగి కలపడానికి మరియు కొత్త ఫోటాన్‌లను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఉత్తేజపరుస్తుంది. ఈ ఫోటాన్ ఉత్తేజిత క్యారియర్‌లను తిరిగి కలపడానికి మరియు కొత్త ఫోటాన్‌లను విడుదల చేయడానికి ప్రేరేపిస్తుంది. ఈ దృగ్విషయాన్ని స్టిమ్యులేటెడ్ ఎమిషన్ అంటారు.

ఇంజెక్ట్ చేయబడిన కరెంట్ తగినంత పెద్దదైతే, ఉష్ణ సమతౌల్య స్థితికి వ్యతిరేక క్యారియర్ పంపిణీ ఏర్పడుతుంది, అనగా జనాభా విలోమం. యాక్టివ్ లేయర్‌లోని క్యారియర్లు పెద్ద సంఖ్యలో ఇన్వర్షన్‌లలో ఉన్నప్పుడు, ప్రతిధ్వనించే కుహరం యొక్క రెండు చివరల పరస్పర ప్రతిబింబం కారణంగా కొద్ది మొత్తంలో ఆకస్మిక రేడియేషన్ ప్రేరేపిత రేడియేషన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది, ఫలితంగా ఫ్రీక్వెన్సీ-సెలెక్టివ్ రెసొనెంట్ పాజిటివ్ ఫీడ్‌బ్యాక్ ఏర్పడుతుంది లేదా నిర్దిష్ట ఫ్రీక్వెన్సీ. శోషణ నష్టం కంటే లాభం ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, PN జంక్షన్ నుండి మంచి స్పెక్ట్రల్ లైన్స్-లేజర్ కాంతితో పొందికైన కాంతిని విడుదల చేయవచ్చు. లేజర్ డయోడ్ యొక్క ఆవిష్కరణ లేజర్ అప్లికేషన్‌లను వేగంగా ప్రాచుర్యం పొందేందుకు అనుమతిస్తుంది. వివిధ రకాల ఇన్ఫర్మేషన్ స్కానింగ్, ఆప్టికల్ ఫైబర్ కమ్యూనికేషన్స్, లేజర్ రేంజింగ్, లైడార్, లేజర్ డిస్క్‌లు, లేజర్ పాయింటర్లు, సూపర్ మార్కెట్ సేకరణలు మొదలైనవి నిరంతరం అభివృద్ధి చేయబడుతున్నాయి మరియు ప్రాచుర్యం పొందుతున్నాయి.
X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept