लेज़र प्रौद्योगिकी की मूल बातें

✷ लेजर

इसका पूरा नाम Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation है।इसका शाब्दिक अर्थ है "प्रकाश-उत्तेजित विकिरण का प्रवर्धन"।यह प्राकृतिक प्रकाश से भिन्न विशेषताओं वाला एक कृत्रिम प्रकाश स्रोत है, जो एक सीधी रेखा में लंबी दूरी तक फैल सकता है और एक छोटे से क्षेत्र में इकट्ठा किया जा सकता है।

✷ लेजर और प्राकृतिक प्रकाश के बीच अंतर

1. एकवर्णीता

प्राकृतिक प्रकाश में पराबैंगनी से लेकर अवरक्त तक तरंग दैर्ध्य की एक विस्तृत श्रृंखला शामिल होती है।इसकी तरंगदैर्घ्य भिन्न-भिन्न होती है।

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प्राकृतिक प्रकाश

लेज़र प्रकाश प्रकाश की एकल तरंग दैर्ध्य है, एक गुण जिसे मोनोक्रोमैटिकिटी कहा जाता है।मोनोक्रोमैटिकिटी का लाभ यह है कि यह ऑप्टिकल डिज़ाइन के लचीलेपन को बढ़ाता है।

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लेज़र

प्रकाश का अपवर्तनांक तरंग दैर्ध्य के आधार पर भिन्न होता है।

जब प्राकृतिक प्रकाश लेंस से होकर गुजरता है, तो उसमें मौजूद विभिन्न प्रकार की तरंग दैर्ध्य के कारण प्रसार होता है।इस घटना को वर्णिक विपथन कहा जाता है।

दूसरी ओर, लेजर प्रकाश, प्रकाश की एक तरंग दैर्ध्य है जो केवल एक ही दिशा में अपवर्तित होती है।

उदाहरण के लिए, जबकि कैमरे के लेंस को एक ऐसे डिज़ाइन की आवश्यकता होती है जो रंग के कारण होने वाली विकृति को ठीक करता है, लेज़रों को केवल उस तरंग दैर्ध्य को ध्यान में रखना होता है, ताकि किरण को लंबी दूरी तक प्रसारित किया जा सके, जिससे एक सटीक डिज़ाइन की अनुमति मिलती है जो प्रकाश को केंद्रित करता है एक छोटी सी जगह में.

2. दिशात्मकता

दिशात्मकता वह डिग्री है जिस तक ध्वनि या प्रकाश के अंतरिक्ष में यात्रा करते समय फैलने की संभावना कम होती है;उच्च दिशात्मकता कम प्रसार को इंगित करती है।

प्राकृतिक प्रकाश: इसमें विभिन्न दिशाओं में फैला हुआ प्रकाश होता है, और दिशात्मकता में सुधार करने के लिए, प्रकाश को आगे की दिशा से बाहर निकालने के लिए एक जटिल ऑप्टिकल प्रणाली की आवश्यकता होती है।

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लेजर:यह एक अत्यधिक दिशात्मक प्रकाश है, और लेजर को बिना फैले एक सीधी रेखा में यात्रा करने की अनुमति देने के लिए ऑप्टिक्स को डिजाइन करना आसान है, जिससे लंबी दूरी तक संचरण की अनुमति मिलती है।

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3. सुसंगति

सुसंगतता उस डिग्री को इंगित करती है जिस तक प्रकाश एक दूसरे के साथ हस्तक्षेप करता है।यदि प्रकाश को तरंगों के रूप में माना जाता है, तो बैंड जितने करीब होंगे, सुसंगतता उतनी ही अधिक होगी।उदाहरण के लिए, पानी की सतह पर अलग-अलग तरंगें एक-दूसरे से टकराने पर एक-दूसरे को बढ़ा या रद्द कर सकती हैं, और इस घटना की तरह, तरंगें जितनी अधिक यादृच्छिक होंगी, हस्तक्षेप की डिग्री उतनी ही कमजोर होगी।

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प्राकृतिक प्रकाश

लेज़र का चरण, तरंग दैर्ध्य और दिशा समान हैं, और एक मजबूत तरंग को बनाए रखा जा सकता है, जिससे लंबी दूरी के संचरण को सक्षम किया जा सकता है।

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लेजर चोटियाँ और घाटियाँ सुसंगत हैं

अत्यधिक सुसंगत प्रकाश, जिसे बिना फैलाए लंबी दूरी तक प्रसारित किया जा सकता है, का लाभ यह है कि इसे लेंस के माध्यम से छोटे स्थानों में इकट्ठा किया जा सकता है, और उत्पन्न प्रकाश को अन्यत्र संचारित करके उच्च घनत्व वाले प्रकाश के रूप में उपयोग किया जा सकता है।

4. ऊर्जा घनत्व

लेज़रों में उत्कृष्ट मोनोक्रोमैटिकिटी, प्रत्यक्षता और सुसंगतता होती है, और उच्च ऊर्जा घनत्व प्रकाश बनाने के लिए इसे बहुत छोटे स्थानों में एकत्रित किया जा सकता है।लेज़रों को प्राकृतिक प्रकाश की उस सीमा तक छोटा किया जा सकता है जिस तक प्राकृतिक प्रकाश नहीं पहुँच सकता।(बाईपास सीमा: यह प्रकाश की तरंग दैर्ध्य से छोटी किसी चीज़ पर प्रकाश को केंद्रित करने में शारीरिक असमर्थता को संदर्भित करता है।)

लेजर को छोटे आकार में सिकोड़कर, प्रकाश की तीव्रता (शक्ति घनत्व) को उस बिंदु तक बढ़ाया जा सकता है जहां इसका उपयोग धातु को काटने के लिए किया जा सकता है।

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लेज़र

✷ लेजर दोलन का सिद्धांत

1. लेजर उत्पादन का सिद्धांत

लेज़र प्रकाश उत्पन्न करने के लिए परमाणुओं या अणुओं, जिन्हें लेज़र मीडिया कहा जाता है, की आवश्यकता होती है।लेज़र माध्यम बाहरी रूप से सक्रिय (उत्तेजित) होता है ताकि परमाणु कम-ऊर्जा वाली जमीनी अवस्था से उच्च-ऊर्जा उत्तेजित अवस्था में बदल जाए।

उत्तेजित अवस्था वह अवस्था है जिसमें किसी परमाणु के भीतर के इलेक्ट्रॉन आंतरिक से बाहरी कोश की ओर बढ़ते हैं।

एक परमाणु उत्तेजित अवस्था में परिवर्तित होने के बाद, कुछ समय के बाद जमीनी अवस्था में लौट आता है (उत्तेजित अवस्था से जमीनी अवस्था में लौटने में लगने वाले समय को प्रतिदीप्ति जीवनकाल कहा जाता है)।इस समय प्राप्त ऊर्जा जमीनी अवस्था (सहज विकिरण) में लौटने के लिए प्रकाश के रूप में विकिरणित होती है।

इस विकिरणित प्रकाश की एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य होती है।लेज़रों को परमाणुओं को उत्तेजित अवस्था में परिवर्तित करके और फिर इसका उपयोग करने के लिए परिणामी प्रकाश को निकालकर उत्पन्न किया जाता है।

2. प्रवर्धित लेजर का सिद्धांत

जो परमाणु एक निश्चित अवधि के लिए उत्तेजित अवस्था में परिवर्तित हो गए हैं, वे स्वतःस्फूर्त विकिरण के कारण प्रकाश उत्सर्जित करेंगे और जमीनी अवस्था में लौट आएंगे।

हालाँकि, उत्तेजना प्रकाश जितना मजबूत होगा, उत्तेजित अवस्था में परमाणुओं की संख्या उतनी ही अधिक होगी, और प्रकाश का सहज विकिरण भी बढ़ेगा, जिसके परिणामस्वरूप उत्तेजित विकिरण की घटना होगी।

उत्तेजित विकिरण वह घटना है, जिसमें किसी उत्तेजित परमाणु पर स्वतःस्फूर्त या उत्तेजित विकिरण का प्रकाश आपतित होने के बाद, वह प्रकाश उत्तेजित परमाणु को प्रकाश के अनुरूप तीव्रता प्रदान करने के लिए ऊर्जा प्रदान करता है।उत्तेजित विकिरण के बाद, उत्तेजित परमाणु अपनी जमीनी अवस्था में लौट आता है।यह उत्तेजित विकिरण है जिसका उपयोग लेजर के प्रवर्धन के लिए किया जाता है, और उत्तेजित अवस्था में परमाणुओं की संख्या जितनी अधिक होती है, उतना ही अधिक उत्तेजित विकिरण लगातार उत्पन्न होता है, जो प्रकाश को तेजी से बढ़ाने और लेजर प्रकाश के रूप में निकालने की अनुमति देता है।

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✷ लेजर का निर्माण

औद्योगिक लेजर को मोटे तौर पर 4 प्रकारों में वर्गीकृत किया गया है।

1. सेमीकंडक्टर लेजर: एक लेजर जो एक सक्रिय परत (प्रकाश उत्सर्जक परत) संरचना वाले सेमीकंडक्टर को अपने माध्यम के रूप में उपयोग करता है।

2. गैस लेजर: माध्यम के रूप में CO2 गैस का उपयोग करने वाले CO2 लेजर का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

3. सॉलिड-स्टेट लेजर: आम तौर पर YAG लेजर और YVO4 लेजर, YAG और YVO4 क्रिस्टलीय लेजर मीडिया के साथ।

4. फाइबर लेजर: माध्यम के रूप में ऑप्टिकल फाइबर का उपयोग करना।

✷ पल्स विशेषताओं और वर्कपीस पर प्रभाव के बारे में

1. YVO4 और फाइबर लेजर के बीच अंतर

YVO4 लेज़रों और फ़ाइबर लेज़रों के बीच प्रमुख अंतर चरम शक्ति और पल्स चौड़ाई हैं।चरम शक्ति प्रकाश की तीव्रता को दर्शाती है, और पल्स चौड़ाई प्रकाश की अवधि को दर्शाती है।yVO4 में आसानी से उच्च शिखर और प्रकाश के छोटे स्पंद उत्पन्न करने की विशेषता होती है, और फाइबर में प्रकाश के कम शिखर और लंबे स्पंदों को आसानी से उत्पन्न करने की विशेषता होती है।जब लेजर सामग्री को विकिरणित करता है, तो प्रसंस्करण परिणाम दालों में अंतर के आधार पर काफी भिन्न हो सकता है।

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2. सामग्री पर प्रभाव

YVO4 लेजर के स्पंदन सामग्री को थोड़े समय के लिए उच्च तीव्रता वाले प्रकाश से विकिरणित करते हैं, जिससे सतह परत के हल्के क्षेत्र तेजी से गर्म होते हैं और फिर तुरंत ठंडे हो जाते हैं।उबलने की अवस्था में विकिरणित भाग को झागदार अवस्था में ठंडा किया जाता है और एक उथली छाप बनाने के लिए वाष्पित हो जाता है।गर्मी स्थानांतरित होने से पहले विकिरण समाप्त हो जाता है, इसलिए आसपास के क्षेत्र पर थोड़ा थर्मल प्रभाव पड़ता है।

दूसरी ओर, फ़ाइबर लेज़र के स्पंदन लंबे समय तक कम तीव्रता वाले प्रकाश को विकिरणित करते हैं।पदार्थ का तापमान धीरे-धीरे बढ़ता है और लंबे समय तक तरल या वाष्पित रहता है।इसलिए, फाइबर लेजर काले उत्कीर्णन के लिए उपयुक्त है जहां उत्कीर्णन की मात्रा बड़ी हो जाती है, या जहां धातु बड़ी मात्रा में गर्मी और ऑक्सीकरण के अधीन होती है और उसे काला करने की आवश्यकता होती है।


पोस्ट करने का समय: अक्टूबर-26-2023