लेजर | परिभाषा | इसकी कार्यप्रणाली | 4 महत्वपूर्ण अनुप्रयोग

लेजर | परिभाषा | इसकी कार्यप्रणाली | 4 महत्वपूर्ण अनुप्रयोग

लेज़र

विषय-सूची

लेजर क्या है?

लेज़र का अर्थ है "विकिरण के उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा प्रकाश प्रवर्धन", एक उपकरण है जिसमें विद्युत चुंबकीय विकिरण के उत्तेजित उत्सर्जन के माध्यम से ऑप्टिकल प्रवर्धन की प्रक्रिया द्वारा प्रकाश उत्सर्जित किया जाता है। पहले लेज़र का आविष्कार और डिजाइन थियोडोर मैमन ने वर्ष 1960 में किया था, इस उपकरण का डिज़ाइन चार्ल्स हार्ड टाउन्स और आर्थर लियोनार्ड शॉलो के सैद्धांतिक कार्यों से प्रभावित था और एक लेज़र द्वारा उत्सर्जित प्रकाश प्रकृति में सुसंगत है अर्थात चरण- अंतर भी स्थिर है। इस उपकरण का उपयोग चिकित्सा, अनुसंधान, निर्माण, सैन्य, आदि के क्षेत्र में विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है।

उत्तेजित उत्सर्जन क्या है?

एक निम्न ऊर्जा अवस्था में मौजूद एक इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा अवस्था पर कब्जा करने के लिए प्रकाश (फोटॉन) या गर्मी (फोनन) के रूप में मौजूद कुछ बाहरी ऊर्जा को अवशोषित करता है और यह ई-संक्रमण एक राज्य से दूसरे राज्य में तभी संभव है जब ऊर्जाएं फोटान या फोनन का मान इन दो अवस्थाओं के बीच ऊर्जा-अंतर के बराबर होता है। इसलिए, ये इलेक्ट्रॉन या परमाणु संक्रमण के लिए प्रकाश की केवल एक विशिष्ट आवृत्ति को अवशोषित करने में सक्षम हैं।

इलेक्ट्रॉन हमेशा के लिए उच्च उत्तेजित अवस्था में नहीं रह सकते। वे वापस अपनी जमीनी स्थिति में लौट आते हैं। ये इलेक्ट्रॉन कभी-कभी उच्च उत्तेजित अवस्था से निम्न उत्तेजित अवस्था या जमीनी अवस्था में गिरने के लिए बाहरी रूप से प्रभावित होते हैं। उच्च-निम्न संक्रमण के बाद उत्सर्जित फोटॉन दिशा, चरण और तरंग दैर्ध्य के संदर्भ में बाहरी रूप से आपूर्ति किए गए फोटॉन से मेल खाता है। फोटॉनों को मुक्त करने की इस प्रक्रिया को उत्तेजित उत्सर्जन कहा जाता है और यह लेजर-कार्य का आधार बनता है।

उत्तेजित उत्सर्जन के लिए, पहली आवश्यकता इलेक्ट्रॉनों या परमाणुओं को गेन मीडिया की मदद से उत्तेजित करना है, क्योंकि एक सामान्य माध्यम में निम्न ऊर्जा अवस्था में परमाणुओं की संख्या थर्मल संतुलन की स्थिति में उच्च ऊर्जा राज्यों की तुलना में अधिक होती है। इसलिए, अवशोषण की दर सामान्य मीडिया में उत्तेजित उत्सर्जन की दर से अधिक है।

लेजर | परिभाषा | इसकी कार्यप्रणाली | 4 महत्वपूर्ण अनुप्रयोग
उत्तेजित उत्सर्जन का प्रदर्शन, छवि स्रोत: V1adis1av योगदान), प्रेरित उत्सर्जनसीसी द्वारा एसए 4.0

Maser क्या है?

मेसर या "विकिरण के उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा माइक्रोवेव का प्रवर्धन", एक उपकरण है जिसमें उत्तेजित उत्सर्जन मोड के माध्यम से प्रवर्धन द्वारा सुसंगत माइक्रोवेव विद्युत चुम्बकीय उत्सर्जन उत्पन्न होता है। मेसर ने कोलंबिया विश्वविद्यालय में 1953 में वैज्ञानिक जेम्स पी। गॉर्डन, चार्ल्स एच। टाउन्स और हर्बर्ट जे। ज़ीगर द्वारा आविष्कार किया है। मासर्स के पास परमाणु घड़ियों और रेडियो टेलीस्कोप जैसे उपकरणों में उनके अनुप्रयोग हैं। मासर रेडियो और इन्फ्रारेड की श्रेणी से संबंधित विद्युत चुम्बकीय विकिरण भी उत्पन्न कर सकते हैं।

लेजर | परिभाषा | इसकी कार्यप्रणाली | 4 महत्वपूर्ण अनुप्रयोग
हाइड्रोजन मेसर में हाइड्रोजन रेडियो फ्रीक्वेंसी डिस्चार्ज। छवि स्रोत: शिष्टाचार नासा/JPL-कैलटेक
हाइड्रोजन मसर

लेज़र और मेसर में क्या अंतर है?

लेजर बनाम मासेर

लेज़रमेसर
यह उपकरण एक व्यापक आवृत्ति रेंज (मुख्य रूप से दृश्यमान, यूवी और आईआर आवृत्ति) पर सुसंगत विद्युत चुम्बकीय उत्सर्जन का उत्पादन करता है।मेसर माइक्रोवेव और रेडियो फ्रीक रेंज में आवृत्ति वाले सुसंगत विद्युत चुम्बकीय उत्सर्जन पैदा करता है।
इस उपकरण का उपयोग चिकित्सा, अनुसंधान, विनिर्माण, सैन्य, आदि के क्षेत्र में विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है।यह उपकरण मुख्य रूप से माइक्रोवेव संचार के लिए और कई खगोलीय उपकरणों में उपयोग किया जाता है।
यह यंत्र सामान्यतः हीलियम, नियोन, कार्बन डाइऑक्साइड आदि के रोमांचक परमाणुओं द्वारा काम करता है।यह यंत्र सामान्यतः अमोनिया, हाइड्रोजन आदि के रोमांचक परमाणुओं द्वारा काम करता है।

एक प्रवर्धक माध्यम क्या है?

लेजर में, मध्यम या ऑप्टिकल लाभ माध्यम एक सामग्री है जो उत्पन्न होने वाली प्रकाश किरण की शक्ति को बढ़ाता है। लाभ का माध्यम गुंजयमान यंत्र के कारण बिजली की हानि की भरपाई करता है। लाभ माध्यम विद्युत पंपिंग (या कभी-कभी ऑप्टिकल पंपिंग) की प्रक्रिया के माध्यम से ऊर्जा को ऊपर उठाकर प्रकाश को बढ़ाता है। लाभ का माध्यम कई प्रकार के हो सकते हैं जैसे कि एन डी: YAG (नियोडिमियम-डॉप्ड yttrium एल्यूमीनियम गार्नेट) YAG पराबैंगनीकिरण) मध्यम, Yb: YAG (ytterbium-doped YAG) मध्यम, गैलियम आर्सेनाइड, गैलियम नाइट्राइड या इंडियम गैलियम आर्सेनाइड सेमीकंडक्टर माध्यम, सिरेमिक लाभ माध्यम, ऑप्टिकल फाइबर माध्यम, आदि।

एक लेज़र कैसे काम करता है?

आम तौर पर, इन उपकरणों में एक लाभ या प्रवर्धक माध्यम, एक पंपिंग तंत्र और ऑप्टिकल प्रतिक्रिया प्रदान करने के लिए एक प्रणाली होती है। लेजर फोटोइलेक्ट्रिक अवशोषण और उत्तेजित उत्सर्जन के सिद्धांत पर काम करते हैं। इन उपकरणों में एक लाभ माध्यम होता है जो ठोस, तरल या गैसीय सामग्री हो सकता है। यह माध्यम बाहरी ऊर्जा प्राप्त करता है और इसे परमाणुओं या इलेक्ट्रॉनों की ओर निर्देशित करता है ताकि उन्हें उनकी उच्च ऊर्जा अवस्थाओं में उत्तेजित किया जा सके और इस सामग्री को आकार और आकार, एकाग्रता और शुद्धता के संदर्भ में समायोजित किया जा सकता है।

जनसंख्या व्युत्क्रम उस राज्य को संदर्भित करता है जहां उच्च उत्तेजित अवस्था में मौजूद कणों की संख्या निम्न-उत्तेजित अवस्था में मौजूद कणों की संख्या से अधिक हो जाती है। इस अवस्था में, उत्तेजित फोटॉन उत्सर्जन दर इलेक्ट्रॉन द्वारा अवशोषित ऊर्जा की दर से अधिक हो जाएगी। इसलिए, फोटॉन के रूप में उत्सर्जित प्रकाश पुंज प्रवर्धित हो जाता है।

डिवाइस के अंदर एक ऑप्टिकल कैविटी मौजूद है। यह मुख्य रूप से दर्पणों की एक जोड़ी है (जिसे आउटपुट कप्लर्स भी कहा जाता है) लाभ माध्यम के प्रत्येक पक्ष में मौजूद प्रकाश किरण को हर बार दर्पण से टकराने पर माध्यम के माध्यम से आगे और पीछे उछालता है, और दो दर्पणों में से एक आंशिक रूप से होता है पारदर्शी है जिससे कुछ प्रकाश इसमें से निकल जाता है और यदि मौजूद दर्पण घुमावदार हैं तो प्रकाश एक संकीर्ण बीम के रूप में बाहर आता है और यदि दर्पण सपाट हैं तो प्रकाश किरण फैल जाती है।

लेजर | परिभाषा | इसकी कार्यप्रणाली | 4 महत्वपूर्ण अनुप्रयोग
घटक विवरण। : 1. गेनमीडियम। 2. पम्पिंग ऊर्जा। 3. उच्च परावर्तक। 4. ओ/पी कपलर। 5. प्रकाश किरण।
छवि स्रोत। उपयोगकर्ता: Tatouteलेज़रसीसी द्वारा एसए 3.0

लेजर के संचालन के दो तरीके क्या हैं?

सुसंगत प्रकाश किरण या तो स्पंदित मोड में या निरंतर मोड में उत्पन्न हो सकती है।

लेजर का स्पंदित मोड ऑपरेशन:

स्पंदित मोड में, ऑप्टिकल शक्ति एक पल्स के पैटर्न का अनुसरण करती है और एक निश्चित अवधि के आधार पर एक पुनरावृत्ति दर होती है। स्पंदित मोड का उपयोग दालों की दर को कम करके उच्च शक्ति दालों के उत्पादन के लिए किया जाता है। उच्च शक्ति के आउटपुट के लिए आवश्यक एब्लेशन और ड्रिलिंग की प्रक्रिया अक्सर पीक पल्स पावर में स्पंदित मोड का उपयोग करती है। ऐसी प्रक्रियाएँ जिनके लिए नॉनलाइनियर ऑप्टिकल प्रभावों के आवेदन की आवश्यकता होती है, अधिकतम पल्स पावर या ऊर्जा पर निर्भर स्पंदित मोड का उपयोग करती हैं। कभी-कभी निरंतर मोड में प्रवर्धन प्राप्त नहीं किया जा सकता है, इसलिए स्पंदित मोड का उपयोग किया जाता है।

लेजर का सतत मोड संचालन:

निरंतर मोड में, आउटपुट पावर समय के साथ स्थिर रहती है। इस मोड में, आवृत्ति भिन्नता नगण्य है और यह लेसिंग अनुप्रयोग को प्रभावित नहीं करती है। इस मोड के लिए एक स्थिर पंप स्रोत की आवश्यकता होती है ताकि प्रवर्धक माध्यम का जनसंख्या व्युत्क्रम प्राप्त किया जा सके। उच्च शक्ति स्तरों पर लेज़रों को लगातार पंप करने से अत्यधिक ताप के कारण लेज़र को नुकसान हो सकता है। इस कारण से, निरंतर मोड में सीमित बिजली उत्पादन स्तर होता है। इस विधा का उपयोग मुख्य रूप से प्रायोगिक और चिकित्सा उद्देश्यों के लिए किया जाता है।

लेज़रों के अनुप्रयोग क्या हैं?

लेज़रों के अनुप्रयोग

लेजर के सैन्य अनुप्रयोग

कई प्रकार के लेज़र जैसे कार्बन डाइऑक्साइड लेज़र जो इन्फ्रारेड लाइट को संचालित और उत्सर्जित करते हैं, कई सैन्य अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किए जाते हैं। इन्फ्रारेड प्रकाश किरणों की तुलना में पृथ्वी का वातावरण अपेक्षाकृत अधिक पारदर्शी है। इस कारण से, ऐसे लेजर LIDAR (लाइट डिटेक्शन एंड रेंजिंग) जैसे तरीकों का उपयोग करके सैन्य रेंज-फाइंडिंग के लिए कुशल साबित होते हैं। लेजर बीम पर्यवेक्षक की दूरी और लक्ष्य की स्थिति के बारे में जानकारी प्रदान करता है।

लेजर के चिकित्सा अनुप्रयोग

चिकित्सा क्षेत्र में प्रयुक्त आईआर लेजर, एक्सीमर लेजर।

लेजर के औद्योगिक अनुप्रयोग (काटने और वेल्डिंग)

लेजर उच्च शक्ति बीम प्रदान करते हैं जो कई औद्योगिक अनुप्रयोगों जैसे वेल्डिंग प्रक्रिया, नक़्क़ाशी प्रक्रिया, पीनिंग और ड्रिल प्रक्रिया, क्लैड तैयारी, और कठोर धातु या ग्लास-काटने की प्रक्रिया आदि के लिए लेजर आधारित काटने के लिए प्रभावी हो सकते हैं। आजकल, इन उपकरणों का भी उपयोग किया जाता है सतह की सफाई जिसमें किसी सामग्री की सतह से अशुद्धियों और दूषित पदार्थों का उन्मूलन शामिल है। सह2 सामग्री पर उत्कीर्णन के लिए उपयोग किया जाता है और इस उपकरण का उपयोग एसएलएस या चयनात्मक लेजर सिंटरिंग की चयनात्मक निर्माण प्रक्रियाओं में भी किया जाता है।

अनुसंधान अनुप्रयोगों लेजर के

यूरेनियम को समृद्ध करने के लिए उपयोग की जाने वाली SILEX (लेजर उत्तेजना द्वारा आइसोटोप का पृथक्करण) प्रक्रिया में IR लेजर भी शामिल है, माइक्रोफ्लुइडिक उपकरणों के निर्माण जैसे कई अन्य महत्वपूर्ण अनुप्रयोगों में इन उपकरणों का उपयोग भी शामिल है क्योंकि आम प्लास्टिक पॉली (मिथाइल मेथैक्रिलेट) एक अच्छा शोषक है। आईआर तरंगों की।

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संचारी चक्रवर्ती के बारे में

लेजर | परिभाषा | इसकी कार्यप्रणाली | 4 महत्वपूर्ण अनुप्रयोगमैं 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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