લેસર સિદ્ધાંત અને તેની અરજી

લેસર ઉત્તેજિત રેડિયેશન એમ્પ્લીફિકેશન અને જરૂરી પ્રતિસાદ દ્વારા કોલિમેટેડ, એકવિધ રંગના, સુસંગત પ્રકાશ બીમ ઉત્પન્ન કરવાની પ્રક્રિયા અને સાધનનો સંદર્ભ આપે છે. મૂળભૂત રીતે, લેસર પે generation ીને ત્રણ તત્વોની જરૂર હોય છે: એક "રેઝોનેટર," એક "ગેઇન માધ્યમ," અને "પમ્પિંગ સ્રોત".

સિદ્ધાંત

અણુની ગતિ સ્થિતિને વિવિધ energy ર્જા સ્તરોમાં વહેંચી શકાય છે, અને જ્યારે અણુ ઉચ્ચ energy ર્જા સ્તરથી નીચા energy ર્જાના સ્તરે સંક્રમણ થાય છે, ત્યારે તે અનુરૂપ energy ર્જા (કહેવાતા સ્વયંભૂ રેડિયેશન) ના ફોટોન મુક્ત કરે છે. એ જ રીતે, જ્યારે ફોટોન energy ર્જા સ્તરની સિસ્ટમ પર ઘટના હોય છે અને તેના દ્વારા શોષાય છે, ત્યારે તે અણુ નીચા energy ર્જા સ્તરથી ઉચ્ચ energy ર્જા સ્તર (કહેવાતા ઉત્સાહિત શોષણ) માં સંક્રમણ કરશે; તે પછી, કેટલાક અણુઓ કે જે energy ંચા energy ર્જાના સ્તરોમાં સંક્રમણ થાય છે તે નીચા energy ર્જાના સ્તરોમાં સંક્રમણ કરશે અને ફોટોન (કહેવાતા ઉત્તેજિત કિરણોત્સર્ગ) માં સંક્રમણ કરશે. આ હિલચાલ એકલતામાં થતી નથી, પરંતુ ઘણીવાર સમાંતર હોય છે. જ્યારે આપણે કોઈ શરત બનાવીએ છીએ, જેમ કે યોગ્ય માધ્યમ, રેઝોનેટર, પૂરતા બાહ્ય ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રનો ઉપયોગ કરીને, ઉત્તેજિત કિરણોત્સર્ગને વિસ્તૃત કરવામાં આવે છે જેથી ઉત્તેજિત શોષણ કરતાં વધુ, પછી સામાન્ય રીતે, ત્યાં ફોટોન બહાર કા .વામાં આવશે, પરિણામે લેસર લાઇટ.

બી. વર્ગીકરણ

લેસર ઉત્પન્ન કરનારા માધ્યમ મુજબ, લેસરને પ્રવાહી લેસર, ગેસ લેસર અને સોલિડ લેસરમાં વહેંચી શકાય છે. હવે સૌથી સામાન્ય સેમિકન્ડક્ટર લેસર એક પ્રકારનું નક્કર-રાજ્ય લેસર છે.

સી. કમ્પોઝિશન

મોટાભાગના લેસરો ત્રણ ભાગોથી બનેલા હોય છે: ઉત્તેજના સિસ્ટમ, લેસર સામગ્રી અને opt પ્ટિકલ રેઝોનેટર. ઉત્તેજના પ્રણાલી એ એવા ઉપકરણો છે જે પ્રકાશ, વિદ્યુત અથવા રાસાયણિક .ર્જા ઉત્પન્ન કરે છે. હાલમાં, ઉપયોગમાં લેવાતા મુખ્ય પ્રોત્સાહનનો અર્થ પ્રકાશ, વીજળી અથવા રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા છે. લેસર પદાર્થો એવા પદાર્થો છે જે લેસર લાઇટ ઉત્પન્ન કરી શકે છે, જેમ કે રૂબીઝ, બેરીલિયમ ગ્લાસ, નિયોન ગેસ, સેમિકન્ડક્ટર્સ, ઓર્ગેનિક ડાયઝ, વગેરે. ઓપ્ટિકલ રેઝોનન્સ કંટ્રોલની ભૂમિકા આઉટપુટ લેસરની તેજસ્વીતામાં વધારો કરવા, લેસરની તરંગ લંબાઈ અને દિશા પસંદ કરવા માટે છે.

ડી.

લેસરનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે, મુખ્યત્વે ફાઇબર કમ્યુનિકેશન, લેસર રેન્જિંગ, લેસર કટીંગ, લેસર હથિયારો, લેસર ડિસ્ક અને તેથી વધુ.

ઇ ઇતિહાસ

1958 માં, અમેરિકન વૈજ્ scientists ાનિકો ઝિયાઓલુઓ અને ટાઉન્સને એક જાદુઈ ઘટના મળી: જ્યારે તેઓ એક દુર્લભ પૃથ્વીના સ્ફટિક પર આંતરિક લાઇટ બલ્બ દ્વારા બહાર કા .ેલા પ્રકાશને મૂકે છે, ત્યારે ક્રિસ્ટલના પરમાણુઓ તેજસ્વી, હંમેશાં મજબૂત પ્રકાશ સાથે ઉત્સર્જન કરશે. આ ઘટના મુજબ, તેઓએ "લેસર સિદ્ધાંત" નો પ્રસ્તાવ મૂક્યો, એટલે કે જ્યારે પદાર્થ તેના પરમાણુઓની કુદરતી ઓસિલેશન આવર્તનની સમાન energy ર્જાથી ઉત્સાહિત હોય છે, ત્યારે તે આ મજબૂત પ્રકાશ ઉત્પન્ન કરશે જે ડાઇવર્જ નથી - લેસર. તેમને આ માટે મહત્વપૂર્ણ કાગળો મળ્યાં.

સાયલો અને ટાઉન્સના સંશોધન પરિણામોના પ્રકાશન પછી, વિવિધ દેશોના વૈજ્ .ાનિકોએ વિવિધ પ્રાયોગિક યોજનાઓનો પ્રસ્તાવ મૂક્યો, પરંતુ તે સફળ થયા નહીં. 15 મે, 1960 ના રોજ, કેલિફોર્નિયામાં હ્યુજીસ લેબોરેટરીના વૈજ્ .ાનિક મેમેને જાહેરાત કરી કે તેણે 0.6943 માઇક્રોનની તરંગલંબાઇ સાથે લેસર મેળવ્યો છે, જે મનુષ્ય દ્વારા મેળવેલો પહેલો લેસર હતો, અને મેમેન આ રીતે વ્યવહારિક ક્ષેત્રમાં લેસરનો પરિચય કરનારા વિશ્વના પ્રથમ વૈજ્ .ાનિક બન્યા.

7 જુલાઈ, 1960 ના રોજ, મેયમેને વિશ્વના પ્રથમ લેસરના જન્મની જાહેરાત કરી, મેમાનની યોજના એક રૂબી ક્રિસ્ટલમાં ક્રોમિયમ અણુઓને ઉત્તેજીત કરવા માટે ઉચ્ચ-તીવ્રતાવાળા ફ્લેશ ટ્યુબનો ઉપયોગ કરવાની છે, આમ તે ખૂબ જ કેન્દ્રિત પાતળા લાલ પ્રકાશ સ્તંભનું ઉત્પાદન કરે છે, જ્યારે તે ચોક્કસ બિંદુએ કા fired ી નાખવામાં આવે છે, ત્યારે તે સૂર્યની સપાટી કરતા તાપમાન સુધી પહોંચી શકે છે.

સોવિયત વૈજ્ entist ાનિક એચ.એસોવએ 1960 માં સેમિકન્ડક્ટર લેસરની શોધ કરી. સેમિકન્ડક્ટર લેસરની રચના સામાન્ય રીતે પી લેયર, એન લેયર અને એક્ટિવ લેયરથી બનેલી હોય છે જે ડબલ હેટરોજંક્શન બનાવે છે. તેની લાક્ષણિકતાઓ આ છે: નાના કદ, ઉચ્ચ કપ્લિંગ કાર્યક્ષમતા, ઝડપી પ્રતિસાદની ગતિ, તરંગલંબાઇ અને opt પ્ટિકલ ફાઇબર કદ સાથે કદ ફિટ, સીધા મોડ્યુલેટેડ, સારી સુસંગતતા હોઈ શકે છે.

છ, લેસરની કેટલીક મુખ્ય એપ્લિકેશન દિશાઓ

એફ. લેસર કમ્યુનિકેશન

માહિતી પ્રસારિત કરવા માટે પ્રકાશનો ઉપયોગ આજે ખૂબ સામાન્ય છે. ઉદાહરણ તરીકે, વહાણો વાતચીત કરવા માટે લાઇટ્સનો ઉપયોગ કરે છે, અને ટ્રાફિક લાઇટ્સ લાલ, પીળો અને લીલો રંગનો ઉપયોગ કરે છે. પરંતુ સામાન્ય પ્રકાશનો ઉપયોગ કરીને માહિતી પ્રસારિત કરવાની આ બધી રીતો ફક્ત ટૂંકા અંતર સુધી મર્યાદિત હોઈ શકે છે. જો તમે માહિતીને પ્રકાશ દ્વારા સીધા દૂરના સ્થળોએ ટ્રાન્સમિટ કરવા માંગતા હો, તો તમે સામાન્ય પ્રકાશનો ઉપયોગ કરી શકતા નથી, પરંતુ ફક્ત લેસરોનો ઉપયોગ કરી શકો છો.

તો તમે લેસર કેવી રીતે પહોંચાડશો? આપણે જાણીએ છીએ કે તાંબાના વાયર સાથે વીજળી વહન કરી શકાય છે, પરંતુ સામાન્ય ધાતુના વાયર સાથે પ્રકાશ વહન કરી શકાતો નથી. આ માટે, વૈજ્ scientists ાનિકોએ એક ફિલામેન્ટ વિકસાવી છે જે પ્રકાશ પ્રસારિત કરી શકે છે, જેને opt પ્ટિકલ ફાઇબર કહેવામાં આવે છે, જેને ફાઇબર તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. Ical પ્ટિકલ ફાઇબર ખાસ કાચની સામગ્રીથી બનેલું છે, વ્યાસ માનવ વાળ કરતા પાતળો હોય છે, સામાન્ય રીતે 50 થી 150 માઇક્રોન અને ખૂબ નરમ હોય છે.

હકીકતમાં, ફાઇબરનો આંતરિક મુખ્ય ભાગ પારદર્શક opt પ્ટિકલ ગ્લાસનું ઉચ્ચ રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ છે, અને બાહ્ય કોટિંગ ઓછી રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ ગ્લાસ અથવા પ્લાસ્ટિકથી બનેલો છે. આવી રચના, એક તરફ, આંતરિક કોર સાથે પ્રકાશને પ્રત્યાવર્તન કરી શકે છે, જેમ કે પાણીની પાઇપમાં આગળ વહેતા પાણી, વાયરમાં આગળ ફેલાયેલી વીજળી, ભલે હજારો વળાંક અને વારાની કોઈ અસર ન હોય. બીજી બાજુ, લો-રેફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ કોટિંગ પ્રકાશને બહાર કા to વામાં અટકાવી શકે છે, જેમ કે પાણીની પાઇપ સીપતું નથી અને વાયરનો ઇન્સ્યુલેશન સ્તર વીજળીનું સંચાલન કરતું નથી.

Ical પ્ટિકલ ફાઇબરનો દેખાવ પ્રકાશ પ્રસારિત કરવાની રીતને હલ કરે છે, પરંતુ તેનો અર્થ એ નથી કે તેની સાથે, કોઈપણ પ્રકાશ ખૂબ જ દૂર સ્થાનાંતરિત થઈ શકે છે. ફક્ત ઉચ્ચ તેજ, ​​શુદ્ધ રંગ, સારા દિશાત્મક લેસર, માહિતીને પ્રસારિત કરવા માટે સૌથી આદર્શ પ્રકાશ સ્રોત છે, તે ફાઇબરના એક છેડેથી ઇનપુટ છે, લગભગ કોઈ નુકસાન અને બીજા છેડેથી આઉટપુટ. તેથી, opt પ્ટિકલ કમ્યુનિકેશન એ આવશ્યકપણે લેસર કમ્યુનિકેશન છે, જેમાં મોટી ક્ષમતા, ઉચ્ચ ગુણવત્તા, સામગ્રીનો વિશાળ સ્રોત, મજબૂત ગુપ્તતા, ટકાઉપણું, વગેરેના ફાયદા છે, અને તે સંદેશાવ્યવહારના ક્ષેત્રમાં વૈજ્ .ાનિકો દ્વારા ક્રાંતિ તરીકે ગણાવવામાં આવે છે, અને તે તકનીકી ક્રાંતિની સૌથી તેજસ્વી સિદ્ધિઓમાંની એક છે.