লেজারের মূল উপাদান: গেইন মিডিয়াম, পাম্প সোর্স এবং অপটিক্যাল ক্যাভিটি।

দ্রুত পোস্টের জন্য আমাদের সোশ্যাল মিডিয়াতে সাবস্ক্রাইব করুন

আধুনিক প্রযুক্তির ভিত্তিপ্রস্তর, লেজারগুলি যতটা আকর্ষণীয়, ততটাই জটিল। এর কেন্দ্রবিন্দুতে রয়েছে সুসংগত, প্রশস্ত আলো তৈরির জন্য একযোগে কাজ করা উপাদানগুলির একটি সিম্ফনি। এই ব্লগটি লেজার প্রযুক্তির গভীর ধারণা প্রদানের জন্য বৈজ্ঞানিক নীতি এবং সমীকরণ দ্বারা সমর্থিত এই উপাদানগুলির জটিলতাগুলি নিয়ে আলোচনা করে।

 

লেজার সিস্টেমের উপাদানগুলির উন্নত অন্তর্দৃষ্টি: পেশাদারদের জন্য একটি প্রযুক্তিগত দৃষ্টিকোণ

 

উপাদান

ফাংশন

উদাহরণ

লাভ মাধ্যম লেজারের আলোকে প্রশস্ত করার জন্য ব্যবহৃত উপাদান হল লাভ মাধ্যম। এটি জনসংখ্যা বিপরীতকরণ এবং উদ্দীপিত নির্গমন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে আলোর প্রশস্তকরণকে সহজতর করে। লাভ মাধ্যমের পছন্দ লেজারের বিকিরণ বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করে। সলিড-স্টেট লেজার: যেমন, Nd:YAG (নিওডিয়ামিয়াম-ডোপড ইট্রিয়াম অ্যালুমিনিয়াম গার্নেট), চিকিৎসা এবং শিল্প প্রয়োগে ব্যবহৃত হয়।গ্যাস লেজার: যেমন, CO2 লেজার, কাটা এবং ঢালাইয়ের জন্য ব্যবহৃত হয়।সেমিকন্ডাক্টর লেজার:যেমন, ফাইবার অপটিক্স যোগাযোগ এবং লেজার পয়েন্টারে ব্যবহৃত লেজার ডায়োড।
পাম্পিং উৎস পাম্পিং উৎসটি জনসংখ্যা বিপর্যয় (জনসংখ্যা বিপর্যয়ের জন্য শক্তির উৎস) অর্জনের জন্য লাভ মাধ্যমের শক্তি সরবরাহ করে, যা লেজার অপারেশনকে সক্ষম করে। অপটিক্যাল পাম্পিং: সলিড-স্টেট লেজার পাম্প করার জন্য ফ্ল্যাশল্যাম্পের মতো তীব্র আলোর উৎস ব্যবহার করা।বৈদ্যুতিক পাম্পিং: বৈদ্যুতিক প্রবাহের মাধ্যমে গ্যাস লেজারে গ্যাসকে উত্তেজিত করা।সেমিকন্ডাক্টর পাম্পিং: কঠিন-অবস্থার লেজার মাধ্যম পাম্প করার জন্য লেজার ডায়োড ব্যবহার করা।
অপটিক্যাল ক্যাভিটি দুটি আয়না দিয়ে গঠিত অপটিক্যাল গহ্বরটি আলোকে প্রতিফলিত করে লাভ মাধ্যমের আলোর পথের দৈর্ঘ্য বৃদ্ধি করে, যার ফলে আলোর পরিবর্ধন বৃদ্ধি পায়। এটি লেজার পরিবর্ধনের জন্য একটি প্রতিক্রিয়া প্রক্রিয়া প্রদান করে, আলোর বর্ণালী এবং স্থানিক বৈশিষ্ট্য নির্বাচন করে। প্ল্যানার-প্যানার গহ্বর: ল্যাবরেটরি গবেষণায় ব্যবহৃত, সহজ গঠন।সমতল-অবতল গহ্বর: শিল্প লেজারগুলিতে প্রচলিত, উচ্চমানের বিম সরবরাহ করে। রিং ক্যাভিটি: রিং লেজারের নির্দিষ্ট ডিজাইনে ব্যবহৃত হয়, যেমন রিং গ্যাস লেজার।

 

লাভের মাধ্যম: কোয়ান্টাম মেকানিক্স এবং অপটিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের একটি সংযোগ

লাভ মাধ্যমে কোয়ান্টাম গতিবিদ্যা

লাভ মাধ্যম হলো সেই জায়গা যেখানে আলোর পরিবর্ধনের মৌলিক প্রক্রিয়া ঘটে, যা কোয়ান্টাম মেকানিক্সের গভীরে প্রোথিত একটি ঘটনা। মাধ্যমের মধ্যে শক্তি অবস্থা এবং কণার মধ্যে মিথস্ক্রিয়া উদ্দীপিত নির্গমন এবং জনসংখ্যা বিপর্যয়ের নীতি দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়। আলোর তীব্রতা (I), প্রাথমিক তীব্রতা (I0), ট্রানজিশন ক্রস-সেকশন (σ21) এবং দুটি শক্তি স্তরে (N2 এবং N1) কণা সংখ্যার মধ্যে গুরুত্বপূর্ণ সম্পর্ক I = I0e^(σ21(N2-N1)L সমীকরণ দ্বারা বর্ণনা করা হয়েছে। জনসংখ্যা বিপর্যয় অর্জন করা, যেখানে N2 > N1, পরিবর্ধনের জন্য অপরিহার্য এবং লেজার পদার্থবিদ্যার ভিত্তিপ্রস্তর [1].

 

তিন-স্তরের বনাম চার-স্তরের সিস্টেম

ব্যবহারিক লেজার ডিজাইনে, সাধারণত তিন-স্তর এবং চার-স্তরীয় সিস্টেম ব্যবহার করা হয়। তিন-স্তরীয় সিস্টেমগুলি সহজ হলেও, জনসংখ্যা বিপর্যয় অর্জনের জন্য আরও শক্তির প্রয়োজন হয় কারণ নিম্ন লেজার স্তরটি স্থল অবস্থা। অন্যদিকে, চার-স্তরের সিস্টেমগুলি উচ্চ শক্তি স্তর থেকে দ্রুত অ-বিকিরণ ক্ষয়ের কারণে জনসংখ্যা বিপর্যয়ের জন্য আরও কার্যকর পথ প্রদান করে, যা আধুনিক লেজার অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে এগুলিকে আরও প্রচলিত করে তোলে [2].

 

Is এর্বিয়াম-ডোপড কাচলাভের মাধ্যম?

হ্যাঁ, এর্বিয়াম-ডোপড কাচ আসলে লেজার সিস্টেমে ব্যবহৃত এক ধরণের লাভ মাধ্যম। এই প্রসঙ্গে, "ডোপিং" বলতে কাচের সাথে নির্দিষ্ট পরিমাণে এর্বিয়াম আয়ন (Er³⁺) যোগ করার প্রক্রিয়াকে বোঝায়। এর্বিয়াম হল একটি বিরল পৃথিবী উপাদান যা কাচের হোস্টে অন্তর্ভুক্ত করা হলে, উদ্দীপিত নির্গমনের মাধ্যমে কার্যকরভাবে আলোকে প্রশস্ত করতে পারে, যা লেজার অপারেশনের একটি মৌলিক প্রক্রিয়া।

এর্বিয়াম-ডোপড গ্লাস ফাইবার লেজার এবং ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ারে, বিশেষ করে টেলিযোগাযোগ শিল্পে, ব্যবহারের জন্য বিশেষভাবে উল্লেখযোগ্য। এটি এই অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উপযুক্ত কারণ এটি প্রায় 1550 এনএম তরঙ্গদৈর্ঘ্যে আলোককে দক্ষতার সাথে প্রশস্ত করে, যা স্ট্যান্ডার্ড সিলিকা ফাইবারের কম ক্ষতির কারণে অপটিক্যাল ফাইবার যোগাযোগের জন্য একটি মূল তরঙ্গদৈর্ঘ্য।

দ্যএর্বিয়ামআয়নগুলি পাম্প আলো শোষণ করে (প্রায়শই একটি থেকেলেজার ডায়োড) এবং উচ্চতর শক্তি অবস্থায় উত্তেজিত হয়। যখন তারা নিম্ন শক্তি অবস্থায় ফিরে আসে, তখন তারা লেজার প্রক্রিয়ায় অবদান রাখে, যা লেজারের তরঙ্গদৈর্ঘ্যে ফোটন নির্গত করে। এটি বিভিন্ন লেজার এবং পরিবর্ধক ডিজাইনে এর্বিয়াম-ডোপড গ্লাসকে একটি কার্যকর এবং বহুল ব্যবহৃত লাভ মাধ্যম করে তোলে।

সম্পর্কিত ব্লগ: সংবাদ - এর্বিয়াম-ডোপড গ্লাস: বিজ্ঞান ও প্রয়োগ

পাম্পিং মেকানিজম: লেজারের পিছনে চালিকা শক্তি

জনসংখ্যা বিপর্যয় অর্জনের জন্য বিভিন্ন পদ্ধতি

লেজার ডিজাইনে পাম্পিং মেকানিজমের পছন্দ গুরুত্বপূর্ণ, যা দক্ষতা থেকে শুরু করে আউটপুট তরঙ্গদৈর্ঘ্য পর্যন্ত সবকিছুকে প্রভাবিত করে। ফ্ল্যাশল্যাম্প বা অন্যান্য লেজারের মতো বহিরাগত আলোর উৎস ব্যবহার করে অপটিক্যাল পাম্পিং, সলিড-স্টেট এবং ডাই লেজারে সাধারণ। বৈদ্যুতিক স্রাব পদ্ধতি সাধারণত গ্যাস লেজারে ব্যবহৃত হয়, যখন সেমিকন্ডাক্টর লেজারগুলি প্রায়শই ইলেকট্রন ইনজেকশন ব্যবহার করে। এই পাম্পিং মেকানিজমের দক্ষতা, বিশেষ করে ডায়োড-পাম্পযুক্ত সলিড-স্টেট লেজারগুলিতে, সাম্প্রতিক গবেষণার একটি উল্লেখযোগ্য কেন্দ্রবিন্দু হয়ে দাঁড়িয়েছে, যা উচ্চতর দক্ষতা এবং কম্প্যাক্টনেস প্রদান করে [3].

 

পাম্পিং দক্ষতার ক্ষেত্রে প্রযুক্তিগত বিবেচনা

পাম্পিং প্রক্রিয়ার দক্ষতা লেজার ডিজাইনের একটি গুরুত্বপূর্ণ দিক, যা সামগ্রিক কর্মক্ষমতা এবং প্রয়োগের উপযুক্ততার উপর প্রভাব ফেলে। সলিড-স্টেট লেজারগুলিতে, পাম্প উৎস হিসাবে ফ্ল্যাশল্যাম্প এবং লেজার ডায়োডের মধ্যে পছন্দ সিস্টেমের দক্ষতা, তাপীয় লোড এবং বিমের গুণমানকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করতে পারে। উচ্চ-শক্তি, উচ্চ-দক্ষতা লেজার ডায়োডের বিকাশ DPSS লেজার সিস্টেমে বিপ্লব এনেছে, যা আরও কম্প্যাক্ট এবং দক্ষ ডিজাইন সক্ষম করেছে [4].

 

অপটিক্যাল ক্যাভিটি: লেজার রশ্মির প্রকৌশল

 

ক্যাভিটি ডিজাইন: পদার্থবিদ্যা এবং প্রকৌশলের একটি ভারসাম্যপূর্ণ কাজ

অপটিক্যাল ক্যাভিটি, বা রেজোনেটর, কেবল একটি নিষ্ক্রিয় উপাদান নয় বরং লেজার রশ্মি গঠনে একটি সক্রিয় অংশগ্রহণকারী। আয়নার বক্রতা এবং সারিবদ্ধকরণ সহ গহ্বরের নকশা, লেজারের স্থিতিশীলতা, মোড কাঠামো এবং আউটপুট নির্ধারণে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। ক্যাভিটিটি এমনভাবে ডিজাইন করা উচিত যাতে অপটিক্যাল লাভ বৃদ্ধি পায় এবং ক্ষতি কম হয়, এটি একটি চ্যালেঞ্জ যা অপটিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারিংকে তরঙ্গ অপটিক্সের সাথে একত্রিত করে।5.

দোলন শর্ত এবং মোড নির্বাচন

লেজার দোলন ঘটার জন্য, মাধ্যমের দ্বারা প্রদত্ত লাভ অবশ্যই গহ্বরের মধ্যে ক্ষতির চেয়ে বেশি হতে হবে। এই অবস্থা, সুসঙ্গত তরঙ্গ সুপারপজিশনের প্রয়োজনীয়তার সাথে মিলিত হয়ে, নির্দেশ করে যে শুধুমাত্র কিছু অনুদৈর্ঘ্য মোড সমর্থিত। মোড স্পেসিং এবং সামগ্রিক মোড কাঠামো গহ্বরের ভৌত দৈর্ঘ্য এবং লাভ মাধ্যমের প্রতিসরাঙ্ক দ্বারা প্রভাবিত হয় [6].

 

উপসংহার

লেজার সিস্টেমের নকশা এবং পরিচালনা পদার্থবিদ্যা এবং প্রকৌশল নীতির বিস্তৃত পরিসরকে অন্তর্ভুক্ত করে। লাভ মাধ্যম নিয়ন্ত্রণকারী কোয়ান্টাম মেকানিক্স থেকে শুরু করে অপটিক্যাল গহ্বরের জটিল প্রকৌশল পর্যন্ত, লেজার সিস্টেমের প্রতিটি উপাদান তার সামগ্রিক কার্যকারিতায় গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এই নিবন্ধটি লেজার প্রযুক্তির জটিল জগতের একটি আভাস প্রদান করেছে, যা এই ক্ষেত্রের অধ্যাপক এবং অপটিক্যাল ইঞ্জিনিয়ারদের উন্নত বোঝাপড়ার সাথে অনুরণিত অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে।

সম্পর্কিত লেজার অ্যাপ্লিকেশন
সংশ্লিষ্ট পণ্য

তথ্যসূত্র

  • 1. সিগম্যান, এই (1986)। লেজার। বিশ্ববিদ্যালয়ের বিজ্ঞান বই।
  • ২. স্বেল্টো, ও. (২০১০). লেজারের নীতিমালা। স্প্রিংগার।
  • ৩. কোচনার, ডব্লিউ. (২০০৬). সলিড-স্টেট লেজার ইঞ্জিনিয়ারিং। স্প্রিংগার।
  • ৪. পাইপার, জেএ, এবং মিলড্রেন, আরপি (২০১৪)। ডায়োড পাম্পড সলিড স্টেট লেজার। হ্যান্ডবুক অফ লেজার টেকনোলজি অ্যান্ড অ্যাপ্লিকেশনস (খণ্ড ৩)। সিআরসি প্রেস।
  • ৫. মিলোনি, পিডব্লিউ, এবং এবারলি, জেএইচ (২০১০)। লেজার ফিজিক্স। উইলি।
  • ৬. সিলফভাস্ট, ডব্লিউটি (২০০৪)। লেজার ফান্ডামেন্টালস। কেমব্রিজ ইউনিভার্সিটি প্রেস।

পোস্টের সময়: নভেম্বর-২৭-২০২৩