लेजर ठोस: ऑपरेटिंग सिद्धांतों, आवेदन

इस लेख से पता चलता है एक रंग विकिरण के स्रोतों और अन्य प्रकार के ऊपर एक ठोस राज्य लेजर के फायदे हैं क्या कर रहे हैं। यहाँ हमें बताया जाता है कि कैसे संसक्त विकिरण, क्यों नाड़ी डिवाइस और अधिक शक्तिशाली, क्या जरूरत है उत्कीर्णन की एक पीढ़ी है वहाँ। वहाँ भी तीन आवश्यक लेजर तत्व माना जाता है और यह कैसे काम करता है।

बैंड सिद्धांत

इससे पहले कि हम कैसे (उदाहरण के लिए, ठोस अवस्था) लेजर संचालित करने के लिए के बारे में बात करते हैं, आप भौतिक मॉडल में से कुछ पर विचार करना चाहिए। स्कूल सबक से एक याद आता है कि नाभिक के चारों ओर इलेक्ट्रॉनों विशिष्ट कक्षाओं या ऊर्जा के स्तर में व्यवस्थित होते हैं। हमारे निपटान नहीं एक परमाणु, और एक बहुत पर, कि है, हम किसी भी तीन आयामी शरीर पर विचार करते हैं, तो एक समस्या है।

के अनुसार पाउली सिद्धांत, एक साथ इस शरीर और एक ही ऊर्जा के क्षेत्र में केवल एक ही इलेक्ट्रॉन हो सकता है। इस प्रकार छोटी से छोटी अनाज परमाणुओं की एक बड़ी संख्या में शामिल है। एक बहुत छोटा है, लगभग अप्रत्यक्ष राशि के लिए प्रत्येक इलेक्ट्रॉन ऊर्जा एक बगल से अलग की ऊर्जा - प्रकृति इस मामले में पाया गया है बहुत सुंदर बाहर निकलें। इस मामले में से एक स्तर के सभी इलेक्ट्रॉनों एक भी ऊर्जा बैंड में "दबाया"। एक क्षेत्र है जिसमें कोर इलेक्ट्रॉनों से सबसे दूर स्थित हैं, संयोजक कहा जाता है। का पालन करें उसके क्षेत्र में एक उच्च ऊर्जा है। यह स्वतंत्र रूप से इलेक्ट्रॉनों, और यह चालन बैंड कहा जाता है।

उत्सर्जन और अवशोषण

किसी भी लेजर (ठोस राज्य, गैस, रसायन) एक क्षेत्र से दूसरे में इलेक्ट्रॉन संक्रमण के सिद्धांतों पर काम करता है। अपने शरीर को प्रकाश के संपर्क में है, तो एक इलेक्ट्रॉन के लिए फोटॉन पर्याप्त शक्ति के लिए वह एक उच्च ऊर्जा स्थिति में था देता है। इसके विपरीत, जब एक इलेक्ट्रॉन संयोजक के चालन बैंड से स्थानांतरित कर रहा है, यह एक फोटान का उत्सर्जन करता है। सामग्री एक अर्धचालक या एक विसंवाहक है, संयोजक और चालन बैंड अंतराल जिसमें कोई स्तर से अलग होती है। तदनुसार, इलेक्ट्रॉनों वहाँ नहीं हो सकता। यह अंतराल बैंड अंतराल कहा जाता है। फोटोन पर्याप्त ऊर्जा है, इलेक्ट्रॉनों इस अंतराल पर काबू पाने छलांग है।

पीढ़ी

ठोस राज्य लेजर के ऑपरेटिंग सिद्धांत तथ्य यह है कि मना क्षेत्र में मादक द्रव्यों के एक तथाकथित उल्टे परत बनाई गई है पर आधारित है। इस स्तर पर इलेक्ट्रॉन जीवनकाल के दौरान चालन बैंड में अपने प्रवास के तुलना में अधिक है। इस प्रकार, इस पर समय की एक निश्चित अवधि में इलेक्ट्रॉनों "जमा"। यह जनसंख्या ह्रास कहा जाता है। बिंदीदार इलेक्ट्रॉनों द्वारा इस स्तर, फोटोन वांछित तरंगदैर्ध्य से गुजरता है, यह समान लंबाई और प्रकाश तरंगों के चरण की एक बड़ी संख्या के साथ-साथ पीढ़ी का कारण बनता है। यही है, इलेक्ट्रॉनों हिमस्खलन जमीन राज्य के लिए एक बार में सभी कर रहे हैं, एक रंग फोटॉनों की एक किरण पर्याप्त रूप से उच्च शक्ति पैदा होता है। ऐसा लगता है पहले लेजर विकास की मुख्य समस्या है जिसके लिए स्तरों में से एक के संभावित जनसंख्या ह्रास होगा पदार्थों के इस तरह के एक संयोजन को खोजने के लिए किया गया था। पहले काम कर रहे मध्यम मिश्र धातु इस्पात गहरे लाल रंग का।

लेजर की संरचना

मुख्य घटकों पर ठोस राज्य लेजर अन्य प्रजातियों से अलग है। तरल पदार्थ है, जिसमें स्तरों में से एक की जनसंख्या ह्रास, एक प्रकाश स्रोत द्वारा प्रकाशित। यह पंप कहा जाता है। यह अक्सर एक सामान्य तापदीप्त चिराग या एक गैस निकास नली हो सकता है। दो तरल पदार्थ के समानांतर विस्तार अंत (ठोस राज्य लेजर क्रिस्टल मान लिया गया है, गैस - एक निर्वात वातावरण) दर्पण की एक प्रणाली, या एक ऑप्टिकल गुंजयमान यंत्र के रूप में। यह बीम केवल उन फोटॉनों कि आउटलेट के समानांतर हैं में जमा करता है। पंप ठोस राज्य पराबैंगनीकिरण आम तौर पर फ्लैश दीपक के माध्यम से होता है।

ठोस राज्य पराबैंगनीकिरण के प्रकार

लेजर बीम उत्पादन की विधा के आधार पर सतत और स्पंदित लेसरों अलग करते हैं। उनमें से प्रत्येक के लिए इस्तेमाल किया और अपने स्वयं के लक्षण है है। मुख्य अंतर यह है - स्पंदित ठोस राज्य पराबैंगनीकिरण एक उच्च क्षमता है। की तरह "ढेर" प्रत्येक शॉट फोटॉनों के लिए के बाद से, तो एक नाड़ी एक ही समय अवधि के लिए निरंतर दोलन की तुलना में अधिक ऊर्जा प्रदान करने में सक्षम है। छोटे नाड़ी तक रहता है, और अधिक शक्तिशाली प्रत्येक "शॉट"। फिलहाल, यह तकनीकी रूप से एक का निर्माण संभव है femtosecond लेजर। इसकी नाड़ी में से एक के बारे में 10 ^-15 सेकंड तक रहता है। इस तरह की निर्भरता तथ्य यह है कि रिवर्स प्रक्रियाओं की आबादी जैसा कि ऊपर वर्णित बहुत बहुत छोटा रहता है से संबंधित है। प्रतीक्षा करने के लिए अब जरूरत से पहले आप "शूट" लेजर, अधिक इलेक्ट्रॉनों उल्टे स्तर छोड़ने के लिए समय है। तदनुसार, उत्पादन बीम की कम एकाग्रता और फोटोन ऊर्जा।

लेजर उत्कीर्णन

एक व्यक्ति के दैनिक जीवन के साथ सजाया धातु और कांच आइटम की सतह पर पैटर्न। वे यंत्रवत् लागू किया जा सकता, रासायनिक या लेजर द्वारा। बाद विधि सबसे आधुनिक है। अन्य तरीकों से हमारे लिए यह फायदे के रूप में इस प्रकार है। के बाद से काम सतह पर सीधा प्रभाव मौजूद नहीं है, यह एक पैटर्न या शिलालेख लागू करने की प्रक्रिया में बात क्षतिग्रस्त करने के लिए लगभग असंभव है। लेजर बीम जलता बहुत उथला नाली: सतह अवशेष के साथ उत्कीर्ण चिकनी और इसलिए, बात क्षतिग्रस्त नहीं है और लंबे समय तक चलेगा। धातु लेजर बीम के मामले में इस मामले की बहुत संरचना बदल जाती है, और शब्द कई वर्षों के लिए फीका नहीं होंगे। बात ध्यान से उपयोग किया है, एसिड में यह विसर्जित नहीं है या ख़राब, फिर उस पर पैटर्न की कई पीढ़ियों के सही रूप में संरक्षित। लेजर उत्कीर्णन सबसे अच्छा है एक ठोस राज्य दो कारणों के लिए स्विचन चयन करने के लिए: ठोस पदार्थों में प्रक्रियाओं का प्रबंधन करने के लिए आसान कर रहे हैं, और यह उत्पादन और कीमतों के अनुपात के लिए इष्टतम है।

स्थापना

उत्कीर्णन, वहाँ विशेष स्थापना कर रहे हैं। प्रत्यक्ष लेजर के अलावा, वे एक यांत्रिक गाइड से मिलकर बनता है, जिसमें लेजर चलता है, और निगरानी उपकरण (कंप्यूटर)। लेजर मशीन मानव गतिविधि के कई क्षेत्रों में प्रयोग किया जाता है। ऊपर हम रोजमर्रा की वस्तुओं को सजाने के बारे में बात की थी। पंजीकृत कटलरी, लाइटर, चश्मा, एक लंबे समय के लिए घड़ियों परिवार में ही रहेगा और खुश क्षणों की याद दिला दी जाएगी।

हालांकि, न केवल घरेलू बल्कि औद्योगिक माल लेजर उत्कीर्णन आवश्यकता होती है। हजारों या लाखों-करोड़ों: मोटर वाहन के रूप में बड़े पौधों,, बड़ी संख्या का ब्यौरा जारी किया। प्रत्येक आइटम चिह्नित किया जाना चाहिए - जब और जो इसे बनाया। लेजर उत्कीर्णन की तुलना में बेहतर तरीका, गैर, रिलीज के समय को खोजने के लिए, सेवा जीवन लंबा भी भागों चलती है, जो घर्षण का खतरा बढ़ के लिए किया जाएगा। लेजर मशीन, इस मामले में उच्च क्षमता और सुरक्षा की विशेषता किया जाना चाहिए। सब के बाद, उत्कीर्णन एक प्रतिशत परिवर्तन के कम से कम एक अंश धातु के हिस्सों के गुणों, इसे दूसरे तरीके से बाहरी उत्तेजनाओं पर प्रतिक्रिया कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, शिलालेख के आवेदन के बिंदु में एक को तोड़ने। हालांकि, घरेलू उपयोग के लिए सरल और सस्ता स्थापना के लिए उपयुक्त है।