ലേസറിൻ്റെ അടിസ്ഥാന പ്രവർത്തന തത്വം

ഒരു ലേസറിൻ്റെ അടിസ്ഥാന പ്രവർത്തന തത്വം (ലൈറ്റ് ആംപ്ലിഫിക്കേഷൻ ബൈ സ്റ്റിമുലേറ്റഡ് എമിഷൻ ഓഫ് റേഡിയേഷൻ) പ്രകാശത്തിൻ്റെ ഉത്തേജിതമായ ഉദ്വമനത്തിൻ്റെ പ്രതിഭാസത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളതാണ്. കൃത്യമായ ഡിസൈനുകളുടെയും ഘടനകളുടെയും ഒരു പരമ്പരയിലൂടെ, ലേസർ ഉയർന്ന യോജിപ്പും മോണോക്രോമാറ്റിറ്റിയും തെളിച്ചവും ഉള്ള ബീമുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു. ആശയവിനിമയം, വൈദ്യശാസ്ത്രം, നിർമ്മാണം, അളവെടുപ്പ്, ശാസ്ത്രീയ ഗവേഷണം തുടങ്ങിയ മേഖലകളിൽ ഉൾപ്പെടെ ആധുനിക സാങ്കേതികവിദ്യകളിൽ ലേസർ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. അവയുടെ ഉയർന്ന കാര്യക്ഷമതയും കൃത്യമായ നിയന്ത്രണ സവിശേഷതകളും അവരെ പല സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെയും പ്രധാന ഘടകമാക്കുന്നു. ലേസറുകളുടെ പ്രവർത്തന തത്വങ്ങളെക്കുറിച്ചും വിവിധ തരം ലേസറുകളുടെ മെക്കാനിസങ്ങളെക്കുറിച്ചും വിശദമായ വിശദീകരണം ചുവടെയുണ്ട്.

1. ഉത്തേജിതമായ എമിഷൻ

ഉത്തേജിതമായ ഉദ്വമനം1917-ൽ ഐൻസ്റ്റൈൻ ആദ്യമായി നിർദ്ദേശിച്ച ലേസർ ജനറേഷന് പിന്നിലെ അടിസ്ഥാന തത്വമാണ്. പ്രകാശവും ആവേശഭരിതമായ അവസ്ഥയും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിലൂടെ കൂടുതൽ യോജിച്ച ഫോട്ടോണുകൾ എങ്ങനെ ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നുവെന്ന് ഈ പ്രതിഭാസം വിവരിക്കുന്നു. ഉത്തേജിതമായ ഉദ്വമനം നന്നായി മനസ്സിലാക്കാൻ, സ്വയമേവയുള്ള ഉദ്വമനത്തിൽ നിന്ന് നമുക്ക് ആരംഭിക്കാം:

സ്വയമേവയുള്ള ഉദ്വമനം: ആറ്റങ്ങൾ, തന്മാത്രകൾ, അല്ലെങ്കിൽ മറ്റ് സൂക്ഷ്മകണികകൾ എന്നിവയിൽ, ഇലക്ട്രോണുകൾക്ക് ബാഹ്യ ഊർജ്ജം (വൈദ്യുത അല്ലെങ്കിൽ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഊർജ്ജം പോലുള്ളവ) ആഗിരണം ചെയ്യാനും ഉയർന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലേക്ക് മാറാനും കഴിയും, ഇത് ആവേശഭരിതമായ അവസ്ഥ എന്നറിയപ്പെടുന്നു. എന്നിരുന്നാലും, ആവേശഭരിതമായ ഇലക്ട്രോണുകൾ അസ്ഥിരമാണ്, ഒടുവിൽ ഒരു ചെറിയ കാലയളവിനു ശേഷം ഗ്രൗണ്ട് സ്റ്റേറ്റ് എന്നറിയപ്പെടുന്ന താഴ്ന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലേക്ക് മടങ്ങും. ഈ പ്രക്രിയയിൽ, ഇലക്ട്രോൺ ഒരു ഫോട്ടോൺ പുറത്തുവിടുന്നു, അത് സ്വതസിദ്ധമായ ഉദ്വമനം ആണ്. അത്തരം ഫോട്ടോണുകൾ ആവൃത്തി, ഘട്ടം, ദിശ എന്നിവയിൽ ക്രമരഹിതമാണ്, അതിനാൽ യോജിപ്പില്ല.

ഉത്തേജിത ഉദ്വമനം: ഉത്തേജിതമായ ഉദ്വമനത്തിൻ്റെ താക്കോൽ, അതിൻ്റെ സംക്രമണ ഊർജ്ജവുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്ന ഊർജ്ജമുള്ള ഒരു ഫോട്ടോണിനെ ഒരു ആവേശഭരിതമായ ഇലക്ട്രോൺ നേരിടുമ്പോൾ, ഒരു പുതിയ ഫോട്ടോൺ പുറത്തുവിടുമ്പോൾ ഗ്രൗണ്ട് അവസ്ഥയിലേക്ക് മടങ്ങാൻ ഫോട്ടോണിന് ഇലക്ട്രോണിനെ പ്രേരിപ്പിക്കാൻ കഴിയും എന്നതാണ്. ആവൃത്തി, ഘട്ടം, പ്രചരണ ദിശ എന്നിവയുടെ കാര്യത്തിൽ പുതിയ ഫോട്ടോൺ യഥാർത്ഥമായതിന് സമാനമാണ്, ഇത് യോജിച്ച പ്രകാശത്തിന് കാരണമാകുന്നു. ഈ പ്രതിഭാസം ഫോട്ടോണുകളുടെ എണ്ണവും ഊർജ്ജവും ഗണ്യമായി വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ലേസറുകളുടെ പ്രധാന സംവിധാനവുമാണ്.

ഉത്തേജിതമായ ഉദ്വമനത്തിൻ്റെ പോസിറ്റീവ് ഫീഡ്ബാക്ക് പ്രഭാവം: ലേസറുകളുടെ രൂപകൽപ്പനയിൽ, ഉത്തേജിതമായ എമിഷൻ പ്രക്രിയ ഒന്നിലധികം തവണ ആവർത്തിക്കുന്നു, ഈ പോസിറ്റീവ് ഫീഡ്ബാക്ക് പ്രഭാവം ഫോട്ടോണുകളുടെ എണ്ണം ക്രമാതീതമായി വർദ്ധിപ്പിക്കും. ഒരു അനുരണന അറയുടെ സഹായത്തോടെ, ഫോട്ടോണുകളുടെ സംയോജനം നിലനിർത്തുന്നു, പ്രകാശകിരണത്തിൻ്റെ തീവ്രത തുടർച്ചയായി വർദ്ധിക്കുന്നു.

2. ഗെയിൻ മീഡിയം

ദിഇടത്തരം നേടുകഫോട്ടോണുകളുടെ ആംപ്ലിഫിക്കേഷനും ലേസർ ഔട്ട്‌പുട്ടും നിർണ്ണയിക്കുന്ന ലേസറിലെ പ്രധാന വസ്തുവാണ്. ഇത് ഉത്തേജിതമായ ഉദ്വമനത്തിനുള്ള ഭൗതിക അടിത്തറയാണ്, അതിൻ്റെ ഗുണങ്ങൾ ലേസറിൻ്റെ ആവൃത്തി, തരംഗദൈർഘ്യം, ഔട്ട്പുട്ട് പവർ എന്നിവ നിർണ്ണയിക്കുന്നു. നേട്ട മാധ്യമത്തിൻ്റെ തരവും സവിശേഷതകളും ലേസറിൻ്റെ പ്രയോഗത്തെയും പ്രകടനത്തെയും നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു.

ആവേശകരമായ മെക്കാനിസം: ഗെയിൻ മീഡിയത്തിലെ ഇലക്‌ട്രോണുകളെ ഒരു ബാഹ്യ ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സിലൂടെ ഉയർന്ന ഊർജ്ജ നിലയിലേക്ക് ഉത്തേജിപ്പിക്കേണ്ടതുണ്ട്. ഈ പ്രക്രിയ സാധാരണയായി ബാഹ്യ ഊർജ്ജ വിതരണ സംവിധാനങ്ങൾ വഴി കൈവരിക്കുന്നു. സാധാരണ ഉത്തേജക സംവിധാനങ്ങളിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:

ഇലക്ട്രിക്കൽ പമ്പിംഗ്: ഒരു വൈദ്യുത പ്രവാഹം പ്രയോഗിച്ച് ലാഭ മാധ്യമത്തിൽ ഇലക്ട്രോണുകളെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നു.

ഒപ്റ്റിക്കൽ പമ്പിംഗ്: ഒരു പ്രകാശ സ്രോതസ്സ് (ഫ്ലാഷ് ലാമ്പ് അല്ലെങ്കിൽ മറ്റൊരു ലേസർ പോലുള്ളവ) ഉപയോഗിച്ച് മാധ്യമത്തെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നു.

എനർജി ലെവൽ സിസ്റ്റം: ഗെയിൻ മീഡിയത്തിലെ ഇലക്ട്രോണുകൾ സാധാരണയായി പ്രത്യേക ഊർജ്ജ നിലകളിൽ വിതരണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു. ഏറ്റവും സാധാരണമായവയാണ്രണ്ട് തലത്തിലുള്ള സംവിധാനങ്ങൾഒപ്പംനാല് തലത്തിലുള്ള സംവിധാനങ്ങൾ. ലളിതമായ ഒരു ദ്വിതല സംവിധാനത്തിൽ, ഇലക്ട്രോണുകൾ ഗ്രൗണ്ട് സ്റ്റേറ്റിൽ നിന്ന് ഉത്തേജിതമായ അവസ്ഥയിലേക്ക് മാറുകയും പിന്നീട് ഉത്തേജിതമായ ഉദ്വമനത്തിലൂടെ ഗ്രൗണ്ട് സ്റ്റേറ്റിലേക്ക് മടങ്ങുകയും ചെയ്യുന്നു. ഒരു നാല്-നില സംവിധാനത്തിൽ, ഇലക്ട്രോണുകൾ വ്യത്യസ്ത ഊർജ്ജ നിലകൾക്കിടയിൽ കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണമായ പരിവർത്തനങ്ങൾക്ക് വിധേയമാകുന്നു, ഇത് പലപ്പോഴും ഉയർന്ന ദക്ഷതയ്ക്ക് കാരണമാകുന്നു.

ഗെയിൻ മീഡിയയുടെ തരങ്ങൾ:

ഗ്യാസ് ഗെയിൻ മീഡിയം: ഉദാഹരണത്തിന്, ഹീലിയം-നിയോൺ (He-Ne) ലേസറുകൾ. ഗ്യാസ് ഗെയിൻ മീഡിയ അവയുടെ സ്ഥിരമായ ഉൽപാദനത്തിനും നിശ്ചിത തരംഗദൈർഘ്യത്തിനും പേരുകേട്ടതാണ്, കൂടാതെ ലബോറട്ടറികളിൽ സാധാരണ പ്രകാശ സ്രോതസ്സുകളായി വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കപ്പെടുന്നു.

ലിക്വിഡ് ഗെയിൻ മീഡിയം: ഉദാഹരണത്തിന്, ഡൈ ലേസർ. ഡൈ തന്മാത്രകൾക്ക് വ്യത്യസ്ത തരംഗദൈർഘ്യങ്ങളിലുടനീളം നല്ല ഉത്തേജക ഗുണങ്ങളുണ്ട്, ഇത് ട്യൂൺ ചെയ്യാവുന്ന ലേസറുകൾക്ക് അനുയോജ്യമാക്കുന്നു.

സോളിഡ് ഗെയിൻ മീഡിയം: ഉദാഹരണത്തിന്, Nd(നിയോഡൈമിയം-ഡോപ്ഡ് യട്രിയം അലുമിനിയം ഗാർനെറ്റ്) ലേസറുകൾ. ഈ ലേസറുകൾ വളരെ കാര്യക്ഷമവും ശക്തവുമാണ്, കൂടാതെ വ്യാവസായിക കട്ടിംഗ്, വെൽഡിംഗ്, മെഡിക്കൽ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ എന്നിവയിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

സെമികണ്ടക്ടർ ഗെയിൻ മീഡിയം: ഉദാഹരണത്തിന്, ഗാലിയം ആർസെനൈഡ് (GaAs) സാമഗ്രികൾ ആശയവിനിമയത്തിലും ലേസർ ഡയോഡുകൾ പോലുള്ള ഒപ്റ്റോ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളിലും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.

3. റെസൊണേറ്റർ കാവിറ്റി

ദിresonator അറഫീഡ്‌ബാക്കിനും ആംപ്ലിഫിക്കേഷനും ഉപയോഗിക്കുന്ന ലേസറിലെ ഘടനാപരമായ ഘടകമാണ്. ഉത്തേജിതമായ ഉദ്വമനത്തിലൂടെ ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്ന ഫോട്ടോണുകളുടെ എണ്ണം വർദ്ധിപ്പിക്കുക എന്നതാണ് ഇതിൻ്റെ പ്രധാന പ്രവർത്തനം.

റെസൊണേറ്റർ അറയുടെ ഘടന: ഇത് സാധാരണയായി രണ്ട് സമാന്തര കണ്ണാടികൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്നു. ഒന്ന് പൂർണ്ണമായി പ്രതിഫലിപ്പിക്കുന്ന കണ്ണാടിയാണ്പിൻ കണ്ണാടി, മറ്റൊന്ന് ഭാഗികമായി പ്രതിഫലിക്കുന്ന കണ്ണാടിയാണ്, ഇത് അറിയപ്പെടുന്നുഔട്ട്പുട്ട് മിറർ. ഫോട്ടോണുകൾ അറയ്ക്കുള്ളിൽ അങ്ങോട്ടും ഇങ്ങോട്ടും പ്രതിഫലിക്കുകയും നേട്ട മാധ്യമവുമായുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിലൂടെ വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.

അനുരണന അവസ്ഥ: റിസോണേറ്റർ അറയുടെ രൂപകൽപ്പന ചില വ്യവസ്ഥകൾ പാലിക്കണം, ഉദാഹരണത്തിന്, ഫോട്ടോണുകൾ അറയ്ക്കുള്ളിൽ നിൽക്കുന്ന തരംഗങ്ങൾ ഉണ്ടാക്കുന്നുവെന്ന് ഉറപ്പാക്കുക. ഇതിന് ലേസർ തരംഗദൈർഘ്യത്തിൻ്റെ ഗുണിതമാകാൻ അറയുടെ നീളം ആവശ്യമാണ്. ഈ അവസ്ഥകൾ നിറവേറ്റുന്ന പ്രകാശ തരംഗങ്ങൾ മാത്രമേ അറയ്ക്കുള്ളിൽ ഫലപ്രദമായി വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയൂ.

ഔട്ട്പുട്ട് ബീം: ഭാഗികമായി പ്രതിഫലിക്കുന്ന കണ്ണാടി, ആംപ്ലിഫൈഡ് ലൈറ്റ് ബീമിൻ്റെ ഒരു ഭാഗം കടന്നുപോകാൻ അനുവദിക്കുന്നു, ഇത് ലേസറിൻ്റെ ഔട്ട്പുട്ട് ബീം രൂപപ്പെടുത്തുന്നു. ഈ ബീമിന് ഉയർന്ന ദിശാസൂചന, കോഹറൻസ്, മോണോക്രോമാറ്റിറ്റി എന്നിവയുണ്ട്.

നിങ്ങൾക്ക് കൂടുതൽ അറിയണമെങ്കിൽ അല്ലെങ്കിൽ ലേസറുകളിൽ താൽപ്പര്യമുണ്ടെങ്കിൽ, ദയവായി ഞങ്ങളെ ബന്ധപ്പെടാൻ മടിക്കേണ്ടതില്ല:

ലുമിസ്പോട്ട്

വിലാസം: കെട്ടിടം 4 #, No.99 Furong 3rd റോഡ്, Xishan ജില്ല. വുക്സി, 214000, ചൈന

ഫോൺ: + 86-0510 87381808.

മൊബൈൽ: + 86-15072320922

Email: sales@lumispot.cn

വെബ്സൈറ്റ്: www.lumispot-tech.com