లేజర్ సూత్రాలు మరియు రకాలు

సూత్రాలు మరియు రకాలులేజర్
లేజర్ అంటే ఏమిటి?
లేజర్ (కాంతి ఉద్గారం ద్వారా కాంతి విస్తరణ); మరింత స్పష్టమైన అవగాహన కోసం, క్రింది చిత్రాన్ని చూడండి:

అధిక శక్తి స్థాయిలో ఉన్న పరమాణువు స్వయంగా తక్కువ శక్తి స్థాయికి పరివర్తన చెంది ఫోటాన్‌ను విడుదల చేస్తుంది, ఈ ప్రక్రియను ఆకస్మిక వికిరణం అంటారు.
దీనిని ఈ విధంగా అర్థం చేసుకోవచ్చు: నేలపై ఉన్న బంతి దాని అత్యంత అనువైన స్థితిలో ఉంటుంది, ఆ బంతిని బాహ్య శక్తితో గాలిలోకి నెట్టినప్పుడు (దీనిని పంపింగ్ అంటారు), బాహ్య శక్తి అదృశ్యమైన క్షణంలో, బంతి చాలా ఎత్తు నుండి కిందకు పడి, కొంత శక్తిని విడుదల చేస్తుంది. ఒకవేళ ఆ బంతి ఒక నిర్దిష్ట పరమాణువు అయితే, ఆ పరమాణువు ఈ పరివర్తన సమయంలో ఒక నిర్దిష్ట తరంగదైర్ఘ్యం గల ఫోటాన్‌ను విడుదల చేస్తుంది.

లేజర్‌ల వర్గీకరణ
ప్రజలు లేజర్ ఉత్పత్తి సూత్రాన్ని క్షుణ్ణంగా తెలుసుకుని, వివిధ రూపాల్లో లేజర్‌లను అభివృద్ధి చేయడం ప్రారంభించారు. లేజర్ పనిచేసే పదార్థాన్ని బట్టి వర్గీకరిస్తే, వాటిని గ్యాస్ లేజర్, సాలిడ్ లేజర్, సెమీకండక్టర్ లేజర్ మొదలైనవిగా విభజించవచ్చు.
1, గ్యాస్ లేజర్ వర్గీకరణ: అణువు, పరమాణువు, అయాన్;
గ్యాస్ లేజర్ యొక్క క్రియాశీలక పదార్థం వాయువు లేదా లోహ ఆవిరి, దీని ప్రత్యేకత ఏమిటంటే ఇది విస్తృత తరంగదైర్ఘ్య పరిధిలో లేజర్ అవుట్‌పుట్‌ను ఇస్తుంది. అత్యంత సాధారణమైనది CO2 లేజర్, దీనిలో విద్యుత్ ఉత్సర్గ ఉత్తేజం ద్వారా 10.6um పరారుణ లేజర్‌ను ఉత్పత్తి చేయడానికి CO2ను క్రియాశీలక పదార్థంగా ఉపయోగిస్తారు.
గ్యాస్ లేజర్ పనిచేసే పదార్థం వాయువు కావడం, లేజర్ యొక్క మొత్తం నిర్మాణం చాలా పెద్దదిగా ఉండటం, మరియు దాని అవుట్‌పుట్ తరంగదైర్ఘ్యం చాలా పొడవుగా ఉండటం వల్ల, పదార్థాల ప్రాసెసింగ్ పనితీరు అంత బాగాలేదు. అందువల్ల, గ్యాస్ లేజర్‌లు త్వరలోనే మార్కెట్ నుండి తొలగించబడ్డాయి మరియు కొన్ని ప్లాస్టిక్ భాగాలపై లేజర్ మార్కింగ్ వంటి కొన్ని నిర్దిష్ట రంగాలలో మాత్రమే ఉపయోగించబడ్డాయి.
2, ఘన లేజర్వర్గీకరణ: రూబీ, Nd:YAG, మొదలైనవి;
సాలిడ్ స్టేట్ లేజర్ యొక్క వర్కింగ్ మెటీరియల్ రూబీ, నియోడైమియం గ్లాస్, యట్రియం అల్యూమినియం గార్నెట్ (YAG) మొదలైనవి. ఇవి ఆ పదార్థం యొక్క క్రిస్టల్ లేదా గ్లాస్‌లో మ్యాట్రిక్స్‌గా ఏకరీతిగా పొందుపరచబడిన స్వల్ప పరిమాణంలోని అయాన్లు, వీటిని యాక్టివ్ అయాన్లు అంటారు.
సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్ ఒక వర్కింగ్ సబ్‌స్టాన్స్, ఒక పంపింగ్ సిస్టమ్, ఒక రెసోనేటర్ మరియు ఒక కూలింగ్ మరియు ఫిల్టరింగ్ సిస్టమ్‌తో కూడి ఉంటుంది. కింద ఉన్న చిత్రం మధ్యలో ఉన్న నల్ల చతురస్రం ఒక లేజర్ క్రిస్టల్, ఇది లేత రంగు పారదర్శక గాజులా కనిపిస్తుంది మరియు అరుదైన భూలోహాలతో డోప్ చేయబడిన పారదర్శక క్రిస్టల్‌ను కలిగి ఉంటుంది. ఇది అరుదైన భూలోహ పరమాణువు యొక్క ప్రత్యేక నిర్మాణం, ఇది కాంతి మూలం ద్వారా ప్రకాశించినప్పుడు కణాల సమూహ విలోమాన్ని ఏర్పరుస్తుంది (సులభంగా చెప్పాలంటే, నేలపై ఉన్న అనేక బంతులను గాలిలోకి నెట్టడం లాగా), ఆపై కణాలు పరివర్తన చెందినప్పుడు ఫోటాన్‌లను విడుదల చేస్తుంది, మరియు ఫోటాన్‌ల సంఖ్య తగినంతగా ఉన్నప్పుడు, లేజర్ ఏర్పడుతుంది. విడుదలైన లేజర్ ఒకే దిశలో వెలువడేలా నిర్ధారించడానికి, పూర్తి అద్దాలు (ఎడమ కటకం) మరియు పాక్షిక-పరావర్తన అవుట్‌పుట్ అద్దాలు (కుడి కటకం) ఉంటాయి. లేజర్ అవుట్‌పుట్ అయినప్పుడు మరియు తరువాత ఒక నిర్దిష్ట ఆప్టికల్ డిజైన్ ద్వారా, లేజర్ శక్తి ఏర్పడుతుంది.

3, సెమీకండక్టర్ లేజర్
సెమీకండక్టర్ లేజర్‌ల విషయానికి వస్తే, దానిని ఒక ఫోటోడయోడ్‌గా సులభంగా అర్థం చేసుకోవచ్చు. ఈ డయోడ్‌లో ఒక PN జంక్షన్ ఉంటుంది, మరియు దానికి ఒక నిర్దిష్ట కరెంట్‌ను జోడించినప్పుడు, సెమీకండక్టర్‌లో ఎలక్ట్రానిక్ పరివర్తనం ఏర్పడి ఫోటాన్‌లను విడుదల చేస్తుంది, ఫలితంగా లేజర్ ఉత్పత్తి అవుతుంది. సెమీకండక్టర్ ద్వారా విడుదలయ్యే లేజర్ శక్తి తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, తక్కువ-శక్తి గల సెమీకండక్టర్ పరికరాన్ని పంప్ సోర్స్ (ఉత్తేజిత మూలం)గా ఉపయోగించవచ్చు.ఫైబర్ లేజర్అందువల్ల, ఫైబర్ లేజర్ ఏర్పడుతుంది. ఒకవేళ సెమీకండక్టర్ లేజర్ యొక్క శక్తిని, పదార్థాలను ప్రాసెస్ చేయడానికి నేరుగా అవుట్‌పుట్ చేయగలిగే స్థాయికి మరింత పెంచినట్లయితే, అది డైరెక్ట్ సెమీకండక్టర్ లేజర్‌గా మారుతుంది. ప్రస్తుతం, మార్కెట్లో ఉన్న డైరెక్ట్ సెమీకండక్టర్ లేజర్‌లు 10,000-వాట్ల స్థాయికి చేరుకున్నాయి.

పైన పేర్కొన్న అనేక లేజర్‌లకు అదనంగా, ప్రజలు ద్రవ లేజర్‌లను కూడా కనుగొన్నారు, వీటిని ఇంధన లేజర్‌లు అని కూడా పిలుస్తారు. ఘనపదార్థాలతో పోలిస్తే ద్రవ లేజర్‌లు పరిమాణంలో మరియు పనిచేసే పదార్థంలో మరింత సంక్లిష్టంగా ఉంటాయి మరియు వీటిని అరుదుగా ఉపయోగిస్తారు.