विकिरण के उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा प्रकाश प्रवर्धन, या संक्षेप में लेजर, एक उपकरण है जो उत्तेजित उत्सर्जन की प्रक्रिया के माध्यम से विशिष्ट आवृत्ति के विद्युत चुम्बकीय विकिरण को बनाता और बढ़ाता है। लेज़र में, सभी प्रकाश किरणों की तरंगदैर्घ्य समान होती है और वे सुसंगत होती हैं; वे बिना फैले लंबी दूरी की यात्रा कर सकते हैं।
यह समझने के लिए कि लेज़र कैसे काम करते हैं, हमें यह समझना होगा कि एक परमाणु प्रकाश कैसे देता है। परमाणु दुनिया का सबसे छोटा कण है और इसमें इलेक्ट्रॉन होते हैं। परमाणु में अतिरिक्त फोटॉन डालने से, इलेक्ट्रॉनों को उच्च ऊर्जा स्तर में जाने के लिए मजबूर किया जाता है, और अब परमाणु उत्तेजित अवस्था में है। हालाँकि, उत्तेजित परमाणु अस्थिर होता है और इलेक्ट्रॉन हमेशा अपनी जमीनी स्थिति में वापस आने की कोशिश करते हैं, इसलिए मूल रूप से प्राप्त अतिरिक्त ऊर्जा को प्रकाश विकिरण के फोटॉन के रूप में जारी करते हैं। इस प्रक्रिया को सहज उत्सर्जन कहा जाता है, जैसा कि नीचे चित्र में दिखाया गया है। 1.
लेज़र में एक कक्ष होता है जिसमें माध्यम के परमाणु उत्तेजित होते हैं, और अपने इलेक्ट्रॉनों को उच्च ऊर्जा अवस्थाओं वाली उच्च कक्षाओं में लाते हैं। जब इनमें से एक इलेक्ट्रॉन निम्न ऊर्जा अवस्था में कूदता है, तो यह एक विशिष्ट आवृत्ति के साथ फोटॉन के रूप में अपनी अतिरिक्त ऊर्जा छोड़ता है। सिस्टम में अधिक फोटॉन पेश करने से, फोटॉन अंततः एक उत्तेजित इलेक्ट्रॉन के साथ एक और परमाणु का सामना करेंगे, जो उस इलेक्ट्रॉन को अपनी मूल स्थिति में वापस कूदने के लिए उत्तेजित करेगा, पहले के समान आवृत्ति के साथ और उसके साथ चरण में दो या दो से अधिक फोटॉन उत्सर्जित करेगा। . यह प्रभाव कक्ष के माध्यम से कैस्केड होता है, लगातार अन्य परमाणुओं को और अधिक सुसंगत फोटॉन उत्सर्जित करने के लिए उत्तेजित करता है, और इस प्रक्रिया को उत्तेजित उत्सर्जन कहा जाता है। दूसरे शब्दों में, प्रकाश को बढ़ाया गया है, जैसा कि नीचे चित्र 2 में दिखाया गया है
इसके अलावा, कक्ष के दोनों सिरों पर लगे दर्पण प्रकाश को माध्यम में आगे-पीछे उछालते हैं। दर्पणों में से एक आंशिक रूप से पारदर्शी है, जो लेजर बीम को कक्ष के उस छोर से बाहर निकलने की इजाजत देता है। उच्च ऊर्जा अवस्था में बाहरी ऊर्जा स्रोत द्वारा माध्यम में पर्याप्त संख्या में परमाणुओं को बनाए रखने से, उत्सर्जन को लगातार उत्तेजित किया जाता है, और इस प्रक्रिया को जनसंख्या व्युत्क्रमण कहा जाता है। अंततः, यह सुसंगत फोटॉन की एक धारा बनाता है जो शक्तिशाली लेजर प्रकाश की एक बहुत ही केंद्रित किरण है। लेजर के कई औद्योगिक, सैन्य और वैज्ञानिक उपयोग हैं, जिनमें वेल्डिंग, लक्ष्य का पता लगाना, सूक्ष्म फोटोग्राफी, फाइबर ऑप्टिक्स, सर्जरी आदि शामिल हैं।
लेजर के प्रकार:
लेज़र कई प्रकार के होते हैं और नीचे पाँच प्रमुख प्रकार हैं।
1. गैस लेजर - उदा. हेन गैस लेजर, और CO2 लेजर जो सैकड़ों वाट बिजली उत्सर्जित करते हैं। इनका उपयोग आमतौर पर उद्योगों में काटने और वेल्डिंग के लिए किया जाता है।
2. रासायनिक लेजर - रासायनिक प्रतिक्रिया द्वारा संचालित जो बड़ी मात्रा में ऊर्जा की अनुमति देता है, मुख्य रूप से सैन्य उपयोग के लिए और बहुत उच्च तरंग दैर्ध्य के लिए। पूर्व। हाइड्रोजन फ्लोराइड लेजर 2700 एनएम।
3. सॉलिड-स्टेट लेजर - डोप किए गए ठोस माध्यम, जैसे आयन डोप्ड क्रिस्टलीय या ग्लास के उपयोग के माध्यम से वैकल्पिक रूप से पंप किया जाता है। एक उदाहरण लेज़र पॉइंटर होगा.
4. फाइबर लेजर - ऑप्टिकल फाइबर में आंतरिक परावर्तन के कारण प्रकाश निर्देशित होता है। वे आजकल अपनी उच्च आउटपुट पावर और उच्च ऑप्टिकल गुणवत्ता के साथ-साथ लंबे जीवनकाल के लिए व्यापक रूप से जाने जाते हैं। इसका कारण फाइबर के गुण हैं जो उच्च सतह क्षेत्र को आयतन अनुपात देते हैं, जो निरंतर आउटपुट पावर के किलोवाट का समर्थन करते समय कुशल शीतलन की अनुमति देता है। फाइबर के तरंग-मार्गदर्शक गुण सिग्नल की शक्ति बनाए रखने और विरूपण को कम करने में मदद करते हैं। आजकल दूरसंचार के लिए फ़ाइबर लेज़रों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है जो कई किलोमीटर लंबे क्षेत्रों में फैले हुए हैं।
5. सेमीकंडक्टर लेजर - विद्युत पंप
ए) प्रकाश उत्सर्जक डायोड (एलईडी) - गैलियम आर्सेनाइड जैसे प्रत्यक्ष बैंडगैप सेमीकंडक्टर से बने डायोड में, जंक्शन को पार करने वाले वाहक फोटॉन उत्सर्जित करते हैं जब वे दूसरी तरफ बहुमत वाहक के साथ पुनः संयोजित होते हैं। सामग्री के आधार पर, अवरक्त से निकट पराबैंगनी तक तरंग दैर्ध्य (या रंग) का उत्पादन किया जा सकता है। सभी एलईडी असंगत, संकीर्ण-स्पेक्ट्रम प्रकाश उत्पन्न करते हैं। एलईडी का उपयोग सिग्नल अनुप्रयोगों में कम दक्षता वाले फोटोडायोड के रूप में भी किया जा सकता है। ऑप्टो-आइसोलेटर बनाने के लिए एक एलईडी को एक ही पैकेज में एक फोटोडायोड या फोटोट्रांजिस्टर के साथ जोड़ा जा सकता है।
बी) लेजर डायोड - जब एक एलईडी जैसी संरचना समानांतर अंत चेहरों को पॉलिश करके बनाई गई गुंजयमान गुहा में समाहित होती है, तो एक लेजर का निर्माण किया जा सकता है। लेजर डायोड का उपयोग आमतौर पर ऑप्टिकल स्टोरेज डिवाइस और उच्च गति ऑप्टिकल संचार के लिए किया जाता है।
लेजर डायोड एक लेजर है जहां माध्यम एक अर्धचालक है, जो पीएन जंक्शन द्वारा निर्मित होता है, जैसा कि चित्र 3 में दिखाया गया है, और विद्युत प्रवाह द्वारा संचालित होता है। विभिन्न प्रकार की लेजर डायोड संरचनाओं के लिए, कृपया परिशिष्ट 3 देखें। मूल रूप से, एक लेजर डायोड अर्धचालक चिप का एक संयोजन है जो सुसंगत प्रकाश उत्सर्जित करता है और एक हर्मेटिकली पैक और सीलबंद मामले में बिजली उत्पादन के फीडबैक नियंत्रण के लिए एक मॉनिटर फोटोडायोड चिप होता है।
आज प्रकाश उत्सर्जित करने वाले पीएन जंक्शन डायोड बनाने के लिए जिन अर्धचालक सामग्रियों का उपयोग किया जाता है वे हैं: गैलियम आर्सेनाइड, इंडियम फॉस्फाइड, गैलियम एंटीमोनाइड और गैलियम नाइट्राइड। इनका उपयोग रासायनिक आवर्त सारणी पर तीन-पांच यौगिक गुणों के कारण किया जा रहा है। पी-एन क्षेत्र बनाने के लिए सामग्रियों को भारी मात्रा में डोप करना पड़ता है, जो दूसरों को बाहर कर देता है, जिससे समूह तीन-पांच आदर्श विकल्प रह जाते हैं।
उनकी तरंग दैर्ध्य को संरचना के अनुपात को बदलकर समायोजित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, InP सब्सट्रेट द्वारा उत्पादित लेजर बीम की तरंग दैर्ध्य को इंडियम सामग्री को बढ़ाकर या फॉस्फेट सामग्री प्रतिशत को कम करके बढ़ाया जा सकता है। लंबी तरंग दैर्ध्य आमतौर पर लंबी यात्रा दूरी का संकेत देती है।
विकिपीडिया के अनुसार, लेज़र डायोड संख्यात्मक रूप से लेज़र का सबसे सामान्य प्रकार है, 2004 में लगभग 733 मिलियन डायोड लेज़रों की बिक्री हुई, जबकि अन्य प्रकार के लेज़रों की संख्या 131,{3}} थी। फाइबर ऑप्टिक्स संचार के लिए आसानी से मॉड्यूलेटेड और आसानी से युग्मित प्रकाश स्रोतों के रूप में लेजर डायोड का दूरसंचार में व्यापक उपयोग होता है।
ब्रैंडन्यू लेजर चिप, फाइबर युग्मित लेजर डायोड, सिंगल बार और हाई पावर डायोड लेजर सरणी सहित आउटपुट पावर और तरंग दैर्ध्य की एक विस्तृत श्रृंखला में उच्च-शक्ति डायोड लेजर और सिस्टम की पेशकश कर सकता है। BrandNews की ताकत प्रतिभाशाली कर्मचारी, गुणवत्ता इंजीनियरिंग, प्रक्रिया नियंत्रण, उत्पाद विकास और वॉल्यूम विनिर्माण में हैं। हमारे उत्पादों की श्रृंखला हमारे ग्राहकों को यह अहसास कराती है जो तेजी से समझते हैं कि हमारे समाधान उन्हें अपने आरडी फोटोनिक सिस्टम और एकीकरण कार्य में समय बचाने में मदद करते हैं।
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