લેસરના સિદ્ધાંતો અને પ્રકારો

સિદ્ધાંતો અને પ્રકારોલેસર
લેસર શું છે?
લેસર (રેડિયેશનના ઉત્તેજિત ઉત્સર્જન દ્વારા પ્રકાશ પ્રવર્ધન); વધુ સારી રીતે વિચારવા માટે, નીચેની છબી પર એક નજર નાખો:

ઉચ્ચ ઉર્જા સ્તર પરનો અણુ સ્વયંભૂ રીતે નીચલા ઉર્જા સ્તરમાં સંક્રમણ કરે છે અને ફોટોન ઉત્સર્જિત કરે છે, આ પ્રક્રિયાને સ્વયંભૂ કિરણોત્સર્ગ કહેવાય છે.
લોકપ્રિયને આ રીતે સમજી શકાય છે: જમીન પરનો બોલ તેની સૌથી યોગ્ય સ્થિતિ છે, જ્યારે બાહ્ય બળ (જેને પમ્પિંગ કહેવાય છે) દ્વારા બોલને હવામાં ધકેલવામાં આવે છે, જે ક્ષણે બાહ્ય બળ અદૃશ્ય થઈ જાય છે, તે ક્ષણે બોલ ઊંચી ઊંચાઈ પરથી પડે છે અને ચોક્કસ માત્રામાં ઊર્જા મુક્ત કરે છે. જો બોલ ચોક્કસ અણુ હોય, તો તે અણુ સંક્રમણ દરમિયાન ચોક્કસ તરંગલંબાઇનો ફોટોન ઉત્સર્જિત કરે છે.

લેસરોનું વર્ગીકરણ
લોકોએ લેસર જનરેશનના સિદ્ધાંતમાં નિપુણતા મેળવી છે, લેસરના વિવિધ સ્વરૂપો વિકસાવવાનું શરૂ કર્યું છે, જો લેસર કાર્યકારી સામગ્રી અનુસાર વર્ગીકૃત કરવામાં આવે તો, તેને ગેસ લેસર, સોલિડ લેસર, સેમિકન્ડક્ટર લેસર, વગેરેમાં વિભાજિત કરી શકાય છે.
૧, ગેસ લેસર વર્ગીકરણ: અણુ, પરમાણુ, આયન;
ગેસ લેસરનો કાર્યકારી પદાર્થ ગેસ અથવા ધાતુ વરાળ છે, જે લેસર આઉટપુટની વિશાળ તરંગલંબાઇ શ્રેણી દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. સૌથી સામાન્ય CO2 લેસર છે, જેમાં CO2 નો ઉપયોગ વિદ્યુત સ્રાવના ઉત્તેજના દ્વારા 10.6um નું ઇન્ફ્રારેડ લેસર ઉત્પન્ન કરવા માટે કાર્યકારી પદાર્થ તરીકે થાય છે.
ગેસ લેસરનો કાર્યકારી પદાર્થ ગેસ હોવાથી, લેસરનું એકંદર માળખું ખૂબ મોટું છે, અને ગેસ લેસરની આઉટપુટ તરંગલંબાઇ ખૂબ લાંબી છે, તેથી સામગ્રી પ્રક્રિયા કામગીરી સારી નથી. તેથી, ગેસ લેસર ટૂંક સમયમાં બજારમાંથી દૂર કરવામાં આવ્યા હતા, અને તેનો ઉપયોગ ફક્ત ચોક્કસ ચોક્કસ ક્ષેત્રોમાં જ થતો હતો, જેમ કે ચોક્કસ પ્લાસ્ટિક ભાગોના લેસર માર્કિંગ.
2, સોલિડ લેસરવર્ગીકરણ: રૂબી, Nd:YAG, વગેરે;
સોલિડ સ્ટેટ લેસરની કાર્યકારી સામગ્રી રૂબી, નિયોડીમિયમ ગ્લાસ, યટ્રીયમ એલ્યુમિનિયમ ગાર્નેટ (YAG), વગેરે છે, જે મેટ્રિક્સ તરીકે સામગ્રીના સ્ફટિક અથવા કાચમાં સમાન રીતે સમાવિષ્ટ આયનોની થોડી માત્રા છે, જેને સક્રિય આયનો કહેવાય છે.
સોલિડ-સ્ટેટ લેસર એક કાર્યકારી પદાર્થ, પમ્પિંગ સિસ્ટમ, રેઝોનેટર અને ઠંડક અને ફિલ્ટરિંગ સિસ્ટમથી બનેલું છે. નીચેની છબીની વચ્ચેનો કાળો ચોરસ એક લેસર ક્રિસ્ટલ છે, જે હળવા રંગના પારદર્શક કાચ જેવો દેખાય છે અને તેમાં દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુઓથી ભરેલો પારદર્શક ક્રિસ્ટલ હોય છે. તે દુર્લભ પૃથ્વી ધાતુના અણુનું ખાસ માળખું છે જે પ્રકાશ સ્ત્રોત દ્વારા પ્રકાશિત થાય ત્યારે કણોની વસ્તી વ્યુત્ક્રમ બનાવે છે (ફક્ત સમજો કે જમીન પરના ઘણા દડા હવામાં ધકેલવામાં આવે છે), અને પછી જ્યારે કણો સંક્રમિત થાય છે ત્યારે ફોટોન ઉત્સર્જિત કરે છે, અને જ્યારે ફોટોનની સંખ્યા પૂરતી હોય છે, ત્યારે લેસરનું નિર્માણ થાય છે. ઉત્સર્જિત લેસર એક દિશામાં આઉટપુટ થાય છે તેની ખાતરી કરવા માટે, સંપૂર્ણ અરીસાઓ (ડાબી લેન્સ) અને અર્ધ-પ્રતિબિંબિત આઉટપુટ મિરર્સ (જમણી લેન્સ) હોય છે. જ્યારે લેસર આઉટપુટ અને પછી ચોક્કસ ઓપ્ટિકલ ડિઝાઇન દ્વારા, લેસર ઊર્જાનું નિર્માણ થાય છે.

3, સેમિકન્ડક્ટર લેસર
જ્યારે સેમિકન્ડક્ટર લેસરોની વાત આવે છે, ત્યારે તેને ફોટોડાયોડ તરીકે સમજી શકાય છે, ડાયોડમાં એક PN જંકશન હોય છે, અને જ્યારે ચોક્કસ કરંટ ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે સેમિકન્ડક્ટરમાં ઇલેક્ટ્રોનિક સંક્રમણ ફોટોન છોડવા માટે રચાય છે, જેના પરિણામે લેસર બને છે. જ્યારે સેમિકન્ડક્ટર દ્વારા છોડવામાં આવતી લેસર ઉર્જા નાની હોય છે, ત્યારે ઓછી શક્તિવાળા સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણનો ઉપયોગ પંપ સ્ત્રોત (ઉત્તેજના સ્ત્રોત) તરીકે થઈ શકે છે.ફાઇબર લેસર, તેથી ફાઇબર લેસર બને છે. જો સેમિકન્ડક્ટર લેસરની શક્તિ એટલી વધારી દેવામાં આવે કે તે સામગ્રીને પ્રક્રિયા કરવા માટે સીધા આઉટપુટ કરી શકાય, તો તે ડાયરેક્ટ સેમિકન્ડક્ટર લેસર બની જાય છે. હાલમાં, બજારમાં ડાયરેક્ટ સેમિકન્ડક્ટર લેસરો 10,000-વોટના સ્તર સુધી પહોંચી ગયા છે.

ઉપરોક્ત અનેક લેસરો ઉપરાંત, લોકોએ પ્રવાહી લેસરો પણ શોધ્યા છે, જેને ઇંધણ લેસરો તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. પ્રવાહી લેસરો ઘન પદાર્થો કરતાં વોલ્યુમ અને કાર્યકારી પદાર્થમાં વધુ જટિલ હોય છે અને તેનો ભાગ્યે જ ઉપયોગ થાય છે.