लेजर भौतिकी | इसके सिद्धांत | महत्वपूर्ण प्रकार

लेजर भौतिकी | इसके सिद्धांत | महत्वपूर्ण प्रकार

लेजर भौतिकी

लेजर भौतिकी क्या है?

लेजर भौतिकी या लेजर विज्ञान प्रकाशिकी का एक उपखंड है जो लेजर के सिद्धांत, कार्य, निर्माण और अभ्यास से संबंधित है। सटीक शब्दों में, लेज़र फिजिक्स ऑप्टिकल कैविटी डिज़ाइन, प्रकाश क्षेत्र के अस्थायी विकास (लेज़र में), क्वांटम इलेक्ट्रॉनिक्स, नॉन-लीनियर ऑप्टिक्स, लेज़र के निर्माण और लेजर मीडिया, लेज़र में जनसंख्या व्युत्क्रम पैदा करने के पीछे भौतिकी से जुड़ा हुआ है। किरण प्रसार।

लेजर भौतिकी की नींव किसने रखी?

  • 1917 में, सर अल्बर्ट आइंस्टीन मैक्स प्लैंक के विकिरण नियम को पुनः प्राप्त करके एक लेजर की नींव रखी। अल्बर्ट आइंस्टीन विद्युत चुम्बकीय विकिरण के अवशोषण, उत्तेजित उत्सर्जन और सहज उत्सर्जन पर औपचारिक संभावना गुणांक।
  • वर्ष 1928 में, रुडोल्फ डब्ल्यू। लडेनबर्ग उत्तेजित उत्सर्जन का अस्तित्व निर्धारित करें और वैलेन्टिन ए। फैब्रिकेंट लेजर के लिए पहला प्रस्ताव बनाया (विकिरण के उत्सर्जित उत्सर्जन द्वारा प्रकाश प्रवर्धन) और 1939 में उत्तेजित उत्सर्जन के साथ प्रकाश को बढ़ाने के लिए आवश्यक शर्तों को कहा।
  • आरसी रदरफोर्ड और विलिस ई। मेमने 1947 में हाइड्रोजन स्पेक्ट्रा में उत्तेजित उत्सर्जन को देखा और प्रदर्शित किया गया।
  • 1952 में, अलेक्जेंडर प्रोखोरोव और निकोले बसोव मेज़र या माइक्रोवेव लेजर के संचालन के पीछे सैद्धांतिक सिद्धांतों का वर्णन किया (प्रोखोरोव और बसोव को लेजर भौतिकी के क्षेत्र में उनके शोध के लिए नोबेल पुरस्कार दिया गया)।
  • 1960 में, थियोडोर मैमन ह्यूजेस रिसर्च लेबोरेटरीज में पहला काम करने वाला रूबी-पल्स लेजर बनाया।

लेजर का मूल कार्य सिद्धांत क्या है?

निम्न ऊर्जा स्तर में रहने वाले इलेक्ट्रॉनों में उच्च ऊर्जा स्तर तक पहुंचने के लिए फोटॉन या फोनन के रूप में बाहरी रूप से प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करने की प्रवृत्ति होती है और अवशोषित फोटॉन या फोनन में ऊर्जा दो स्तरों के बीच ऊर्जा के अंतर के बराबर होती है। प्रकाश ऊर्जा के मामले में, इसका मतलब है कि कुछ परमाणु संक्रमण के लिए प्रकाश की केवल एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य को अवशोषित कर सकते हैं।

उत्तेजित उच्च अवस्था में पहुंचने के बाद, एक इलेक्ट्रॉन वहां हमेशा के लिए नहीं रह सकता है। ऊर्जा खोने से इलेक्ट्रॉन निम्न ऊर्जा स्तर तक क्षय हो जाते हैं। इलेक्ट्रॉनों का यह संक्रमण आम तौर पर अलग-अलग समय अंतराल पर होता है और फोटॉन के रूप में ऊर्जा का उत्सर्जन करता है। बिना किसी बाहरी हस्तक्षेप के इलेक्ट्रॉन संक्रमण की यह पूरी प्रक्रिया स्वतःस्फूर्त उत्सर्जन कहलाती है। इसमें उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन की एक यादृच्छिक दिशा और प्रावस्था होती है।

उच्च-ऊर्जा से निम्न-ऊर्जा अवस्था में संक्रमण के लिए कभी-कभी इलेक्ट्रॉनों को बाहरी प्रभाव के अधीन किया जाता है। इस मामले में, संक्रमण प्रक्रिया के दौरान उत्सर्जित फोटॉन वास्तविक फोटॉन की दिशा, चरण कोण और तरंग दैर्ध्य से मेल खाता है। फोटॉन उत्सर्जन की इस प्रक्रिया को उत्तेजित उत्सर्जन कहा जाता है जिसका उपयोग इस विषय के बारे में अधिक जानने के लिए लेज़रों में किया जाता है यहां क्लिक करे.

प्रत्येक लेज़र को एक लाभ माध्यम के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो उत्सर्जित फोटॉन बीम को बढ़ाता है, इस लाभ माध्यम को आकार, एकाग्रता, शुद्धता और आकार के संदर्भ में नियंत्रित किया जाता है और उत्तेजित उत्सर्जन के बाद एक बिंदु पर जब नहीं। एक उत्तेजित ऊर्जा स्तर में मौजूद इलेक्ट्रॉनों की संख्या संख्या से अधिक हो गई है। उस अवस्था में निम्न ऊर्जा स्तर पर उपलब्ध इलेक्ट्रॉनों की संख्या और, जनसंख्या व्युत्क्रमण होता है और यहाँ, उत्तेजित फोटॉन उत्सर्जन की दर इलेक्ट्रॉनों द्वारा ऊर्जा अवशोषण की दर से अधिक होती है। इसलिए, उत्सर्जित प्रकाश या फोटॉन प्रवर्धित हो जाते हैं। इस प्रक्रिया को ऑप्टिकल प्रवर्धन कहा जाता है।

लेजर भौतिकी | इसके सिद्धांत | महत्वपूर्ण प्रकार
उत्तेजित उत्सर्जन ऊर्जा आरेख।
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लेज़रों के प्रमुख प्रकार क्या हैं?

गैस लेजर:

गैस लेजर (जैसे हेने लेजर या सीओ2 लेजर) प्रकाश के सुसंगत प्रवर्धन के लिए गैसीय यौगिकों का उपयोग करते हैं। गैसीय निर्वहन को प्रकाश की विभिन्न तरंग दैर्ध्य को बढ़ाने के लिए किया जा सकता है। इन लेजर का व्यापक रूप से अनुसंधान और वाणिज्यिक उद्देश्यों के लिए उपयोग किया जाता है। कार्बन डाइऑक्साइड लेज़र 9.6 से 10.6 माइक्रोमीटर तक प्रमुख तरंग दैर्ध्य बैंड वाले अवरक्त प्रकाश की उच्च शक्ति निरंतर बीम का उत्पादन करते हैं। ये पराबैंगनीकिरण 20% तक पहुंचने वाले बिजली अनुपात को पंप करने के लिए उत्पादन शक्ति के साथ अत्यधिक शक्ति-कुशल हैं।

लेजर भौतिकी
व्यावसायिक रूप से उपलब्ध लेज़रों की तरंग दैर्ध्य।
छवि स्रोत: दानह (https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Com वाणिज्यिक लेजर लाइनें) .svg), https:// वाणिज्यिक लेजर लाइनें ", https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/legalcode (लेजर भौतिकी)

एक्साइमर लेजर:

एक्सीमर लेजर माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, सेमीकंडक्टर इंटीग्रेटेड सर्किट और माइक्रो-मशीन के उत्पादन के लिए पराबैंगनी प्रकाश का उपयोग करते हैं। एक्सीमर लेजर (एक्सिप्लेक्स लेजर के रूप में भी जाना जाता है) को फ्लोरीन या क्लोरीन जैसी प्रतिक्रियाशील हैलोजन गैस के साथ आर्गन, क्रिप्टन या क्सीनन जैसी महान गैसों का उपयोग करके विकसित किया जाता है।

रासायनिक लेजर:

रासायनिक लेज़र रासायनिक प्रतिक्रियाओं से इलेक्ट्रॉनों के उत्तेजना के लिए ऊर्जा प्रदान करते हैं। ये लेजर कम समय में बड़ी मात्रा में ऊर्जा का उत्पादन करने में सक्षम हैं और इसलिए उच्च शक्ति वाले लेजर में उपयोग किया जाता है।

सॉलिड-स्टेट लेजर:

सॉलिड-स्टेट लेजर एक ग्लास या क्रिस्टलीय रॉड का उपयोग करते हैं, जो आवश्यक ऊर्जा स्तर तक इलेक्ट्रॉनों को सक्षम करने के लिए आयनों के साथ डोप किया जाता है। जनसंख्या को बनाए रखने के लिए डोपेंट जिम्मेदार है। उदाहरण के लिए रूबी लेजर।

फाइबर लेजर:

ऑप्टिकल फाइबर लेज़र ऑप्टिकल फाइबर की मदद से प्रकाश किरणों को प्रसारित करने के लिए कुल आंतरिक प्रतिबिंब या टीआईआर का उपयोग करते हैं। ये लेजर लंबी दूरी पर प्रकाश किरणों को प्रसारित करने और लेजर बीम के थर्मल विरूपण को कम करने में अपना आवेदन पाते हैं।

फोटोनिक क्रिस्टल लेज़र:

फ़ोटोनिक क्रिस्टल लेज़र नैनो-संरचनाओं का उपयोग मोड को परिभाषित करने के लिए करता है।

सेमीकंडक्टर लेजर:

सेमीकंडक्टर लेजर विद्युत पंप के लिए अर्धचालक डायोड का उपयोग करते हैं। जारी की गई पुनर्संयोजन ऊर्जा ऑप्टिकल लाभ को बनाए रखने के लिए जिम्मेदार है।

डाई लेजर:

डाई लेज़र का लाभ प्राप्त करने के माध्यम के रूप में एक कार्बनिक डाई कार्य है। ये लेजर विभिन्न प्रकाश तरंग दैर्ध्य में काम कर सकते हैं और छोटी अवधि की दालों का उत्पादन कर सकते हैं।

फ्री-इलेक्ट्रॉन लेजर:

मुक्त इलेक्ट्रॉन लेज़रों लेज़िंग कार्रवाई के लिए व्यापक संभव सीमा प्रदान करते हैं। ये लेजर अवरक्त किरणों से दृश्यमान किरणों तक के साथ उच्च शक्ति सुसंगत बीम उत्पन्न करते हैं।

लेजर भौतिकी | इसके सिद्धांत | महत्वपूर्ण प्रकार
लेजर आकार: शीर्ष (सूक्ष्म लेजर) नीचे (बड़े ग्लास लेजर) छवि स्रोत: अनाम, लेजर आकारसार्वजनिक डोमेन के रूप में चिह्नित किया गया है, और अधिक विवरण विकिमीडिया कॉमन्स(लेजर भौतिकी)

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संचारी चक्रवर्ती के बारे में

लेजर भौतिकी | इसके सिद्धांत | महत्वपूर्ण प्रकारमैं एक उत्सुक सीखने वाला हूं, वर्तमान में एप्लाइड ऑप्टिक्स और फोटोनिक्स के क्षेत्र में निवेश किया गया है। मैं SPIE (प्रकाशिकी और फोटोनिक्स के लिए अंतर्राष्ट्रीय समाज) और OSI (ऑप्टिकल सोसाइटी ऑफ इंडिया) का एक सक्रिय सदस्य भी हूं। मेरे लेखों का उद्देश्य गुणवत्ता विज्ञान अनुसंधान विषयों को सरल और ज्ञानवर्धक तरीके से प्रकाश में लाना है। अनादि काल से विज्ञान विकसित हो रहा है। इसलिए, मैं विकास में टैप करने और इसे पाठकों के सामने प्रस्तुत करने की पूरी कोशिश करता हूं।

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