সলিড-স্টেট লেজারের কাজের নীতি এবং প্রয়োগ

সলিড লেজারএকটি লেজার যা কার্যকরী পদার্থ হিসাবে কঠিন লেজার উপাদান ব্যবহার করে। 1960 সালে TH Maiman দ্বারা আবিষ্কৃত রুবি লেজারটি ছিল একটি সলিড-স্টেট লেজার এবং বিশ্বের প্রথম লেজার। সলিড লেজারে সাধারণত লেজারের কাজের উপাদান, উত্তেজনার উৎস, ফোকাসিং ক্যাভিটি, রেজোন্যান্ট ক্যাভিটি রিফ্লেক্টর এবং পাওয়ার সাপ্লাই থাকে।

এই ধরনের লেজারে ব্যবহৃত কঠিন কার্যকারী উপাদানগুলি ডোপিং ধাতব আয়ন দ্বারা তৈরি করা হয় যা স্ফটিকের মধ্যে উদ্দীপিত নির্গমন তৈরি করতে পারে। তিনটি প্রধান ধরনের ধাতব আয়ন রয়েছে যা কঠিন পদার্থে উদ্দীপিত নির্গমন তৈরি করতে পারে: (1) ট্রানজিশন ধাতব আয়ন (যেমন Cr3 প্লাস); (2) বেশিরভাগ ল্যান্থানাইড ধাতব আয়ন (যেমন Nd3 প্লাস, Sm2 প্লাস, Dy2 প্লাস, ইত্যাদি); (3) অ্যাক্টিনিয়াম এটি একটি ধাতব আয়ন (যেমন U3 প্লাস)। কঠিন ম্যাট্রিক্সে ডপ করা এই ধাতব আয়নগুলির প্রধান বৈশিষ্ট্যগুলি হল: তুলনামূলকভাবে প্রশস্ত কার্যকরী শোষণ বর্ণালী ব্যান্ড, অপেক্ষাকৃত উচ্চ ফ্লুরোসেন্স দক্ষতা, অপেক্ষাকৃত দীর্ঘ ফ্লুরোসেন্স লাইফটাইম এবং অপেক্ষাকৃত সংকীর্ণ ফ্লুরোসেন্স বর্ণালী রেখা, তাই এগুলি কণা সংখ্যার বিপরীত এবং উদ্দীপিত নির্গমনের প্রবণ। ক্রিস্টাল ম্যাট্রিক্স হিসাবে ব্যবহৃত কৃত্রিম স্ফটিকগুলির মধ্যে প্রধানত অন্তর্ভুক্ত রয়েছে: কোরান্ডাম (NaAlSi2O6), ইট্রিয়াম অ্যালুমিনিয়াম গারনেট (Y3Al5, O12), ক্যালসিয়াম টুংস্টেট (CaWO4), ক্যালসিয়াম ফ্লোরাইড (CaF2), ইত্যাদি, সেইসাথে ইট্রিয়াম অ্যালুমিনিয়াম অ্যালুমিনিয়াম (Lanytrium) , অ্যাসিড (La2Be2O5), ইত্যাদি। ব্যবহৃত গ্লাস সাবস্ট্রেট প্রধানত উচ্চ-মানের সিলিকেট অপটিক্যাল গ্লাস, যেমন সাধারণত ব্যবহৃত বেরিয়াম ক্রাউন গ্লাস এবং ক্যালসিয়াম ক্রাউন গ্লাস। স্ফটিক ম্যাট্রিক্সের সাথে তুলনা করে, গ্লাস ম্যাট্রিক্সের প্রধান বৈশিষ্ট্য হল প্রস্তুতির সহজতা এবং বড় আকারে উচ্চ-মানের সামগ্রীর সহজলভ্যতা। স্ফটিক এবং কাচের স্তরগুলির জন্য প্রধান প্রয়োজনীয়তাগুলি হল: সক্রিয়করণের জন্য উজ্জ্বল ধাতব আয়নগুলির সহজ অন্তর্ভুক্তি; ভালো বর্ণালী বৈশিষ্ট্য, অপটিক্যাল ট্রান্সমিট্যান্স বৈশিষ্ট্য এবং উচ্চ মাত্রার অপটিক্যাল (প্রতিসরাঙ্ক) অভিন্নতা; দীর্ঘমেয়াদী লেজার অপারেশন এবং রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যগুলির জন্য উপযুক্ত শারীরিক বৈশিষ্ট্য (যেমন তাপীয় বৈশিষ্ট্য, অ্যান্টি-ডিগ্রেডেশন বৈশিষ্ট্য, রাসায়নিক স্থিতিশীলতা ইত্যাদি)। ক্রিস্টাল লেজারগুলি সাধারণত রুবি (Al2O3: Cr3 plus ) এবং neodymium-doped yttrium অ্যালুমিনিয়াম গারনেট (YAG: Nd3 plus হিসাবে সংক্ষেপে) দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়। গ্লাস লেজারগুলি সাধারণত নিওডিয়ামিয়াম গ্লাস লেজার দ্বারা উপস্থাপিত হয়।

কঠিন লেজার কাজ উপাদান

একটি সলিড-স্টেট লেজারের কার্যকারী উপাদান ম্যাট্রিক্স উপাদান হিসাবে অপটিক্যালি স্বচ্ছ স্ফটিক বা কাচের সমন্বয়ে গঠিত, যা সক্রিয় আয়ন বা অন্যান্য সক্রিয় পদার্থের সাথে ডোপ করা হয়। এই কার্যকারী পদার্থের সাধারণত ভাল ভৌত-রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য, সংকীর্ণ ফ্লুরোসেন্স বর্ণালী লাইন, শক্তিশালী এবং বিস্তৃত শোষণ ব্যান্ড এবং উচ্চ ফ্লুরোসেন্স কোয়ান্টাম দক্ষতা থাকা উচিত।

গ্লাস লেজারের কাজের উপকরণগুলি সহজেই অভিন্ন বড় আকারের উপকরণগুলিতে তৈরি হয় এবং উচ্চ-শক্তি বা উচ্চ-পিক-পাওয়ার লেজারগুলিতে ব্যবহার করা যেতে পারে। যাইহোক, এর ফ্লুরোসেন্স স্পেকট্রাম লাইন প্রশস্ত এবং এর তাপীয় কর্মক্ষমতা দুর্বল, এটি উচ্চ গড় শক্তির অধীনে কাজ করার জন্য অনুপযুক্ত করে তোলে। সাধারণ নিওডিয়ামিয়াম চশমাগুলির মধ্যে রয়েছে সিলিকেট, ফসফেট এবং ফ্লুরোফসফেট চশমা। 1980 এর দশকের গোড়ার দিকে, নেতিবাচক প্রতিসরণ সূচক তাপমাত্রা সহগ সহ নিওডিয়ামিয়াম গ্লাস সফলভাবে বিকশিত হয়েছিল, যা উচ্চ পুনরাবৃত্তি হার সহ মাঝারি এবং ছোট শক্তি লেজারগুলিতে ব্যবহার করা যেতে পারে।

ক্রিস্টাল লেজারের কাজের উপকরণগুলিতে সাধারণত ভাল তাপীয় এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য এবং সংকীর্ণ ফ্লুরোসেন্স বর্ণালী লাইন থাকে তবে উচ্চ-মানের বড় আকারের উপকরণগুলি পাওয়ার জন্য স্ফটিক বৃদ্ধি প্রযুক্তি জটিল। 1960 এর দশক থেকে, বিভিন্ন বিরল আর্থ ধাতু বা ট্রানজিশন মেটাল আয়ন সহ 300 টিরও বেশি ধরণের অক্সাইড এবং ফ্লোরাইড স্ফটিক লেজার দোলন অর্জন করেছে। সাধারণভাবে ব্যবহৃত লেজার স্ফটিকগুলির মধ্যে রয়েছে রুবি (Cr:Al2O3, তরঙ্গদৈর্ঘ্য 6943 Angstroms), neodymium-doped yttrium অ্যালুমিনিয়াম গারনেট (Nd:Y3Al5O12, Nd:YAG, তরঙ্গদৈর্ঘ্য 1.064 মাইক্রন), লিথিয়াম iderred (YLF43, YLF4) Nd:YLF , তরঙ্গদৈর্ঘ্য 1.047 বা 1.05 মাইক্রন; Ho:Er:Tm:YLF, তরঙ্গদৈর্ঘ্য 2.06 মাইক্রন), ইত্যাদি।

1973 সাল থেকে, অন্য ধরনের স্ব-অ্যাক্টিভেটিং লেজার ক্রিস্টাল রয়েছে। এর সক্রিয় আয়নগুলি স্ফটিকের একটি রাসায়নিক উপাদান, তাই সক্রিয় আয়নগুলির ঘনত্ব বেশি এবং ফ্লুরোসেন্স quenching ঘটবে না। এই স্ফটিক উচ্চ লেজার লাভ এবং কম নিষ্কাশন থ্রেশহোল্ড আছে. প্রধান জাতগুলির মধ্যে রয়েছে নিওডিয়ামিয়াম পেন্টাফসফেট (NdP5O14), লিথিয়াম নিওডিয়ামিয়াম টেট্রাফসফেট (NdLiP4O12), এবং নিওডিয়ামিয়াম অ্যালুমিনিয়াম বোরেট (NdAl3(BO4)3)। এগুলি বেশিরভাগই গলিত লবণ পদ্ধতিতে জন্মায় এবং ছোট স্ফটিক আকারের থাকে, তাই এগুলি ছোট সলিড-স্টেট লেজারে ব্যবহার করা যেতে পারে।

ব্রডব্যান্ড ফ্লুরোসেন্স বৈশিষ্ট্য সহ বিভিন্ন ধরনের টিউনেবল লেজার ক্রিস্টাল তৈরি করা হয়েছে, যেমন টার্মিনাল ফোনন ট্রানজিশন সহ ক্রিসোবেরিল (Cr:BeAl2O4, তরঙ্গদৈর্ঘ্য 0.701-0.815 মাইক্রন, ঘরের তাপমাত্রায় কাজ করে), নিকেল- ডোপড ম্যাগনেসিয়াম ফ্লোরাইড (Ni: MgF2, তরঙ্গদৈর্ঘ্য 1.6~1.8 মাইক্রন, কম তাপমাত্রায় কাজ করে), 5d→4f ট্রানজিশন সহ সেরিয়াম-ডোপড লিথিয়াম ইট্রিয়াম ফ্লোরাইড (Ce:YLF, তরঙ্গদৈর্ঘ্য 0.306 ~0.315 মাইক্রন, এক্সাইমার লেজার দ্বারা উত্তেজিত, ঘরের তাপমাত্রায় কাজ করে) এবং ক্ষার হ্যালাইড লেজার ক্রিস্টালের রঙ কেন্দ্র (আনডোপড বা ডোপড পটাসিয়াম ক্লোরাইড, লিথিয়াম ফ্লোরাইড, ইত্যাদি, তরঙ্গদৈর্ঘ্য 0.8~3.9 মাইক্রন, বেশিরভাগ কাজ করে কম তাপমাত্রায়)।

কঠিন লেজার উত্তেজনা উত্স

সলিড লেজার আলোকে উত্তেজনার উৎস হিসেবে ব্যবহার করে। সাধারণভাবে ব্যবহৃত নাড়ি উত্তেজনার উত্সগুলির মধ্যে রয়েছে জেনন-চার্জড ফ্ল্যাশ ল্যাম্প; ক্রমাগত উত্তেজনা উত্সের মধ্যে রয়েছে ক্রিপ্টন আর্ক ল্যাম্প, আয়োডিন টংস্টেন ল্যাম্প, পটাসিয়াম রুবিডিয়াম ল্যাম্প ইত্যাদি। ছোট দীর্ঘ-জীবনের লেজারে, অর্ধপরিবাহী আলো-নিঃসরণকারী ডায়োড বা সূর্যালোক উত্তেজনা উত্স হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। কিছু নতুন সলিড-স্টেট লেজারও লেজারের উত্তেজনা ব্যবহার করে।

যেহেতু আলোর উৎসের নির্গমন বর্ণালীর শুধুমাত্র একটি অংশই কার্যকারী উপাদান দ্বারা শোষিত হয়, এবং অন্যান্য ক্ষতিও হয়, তাই সলিড-স্টেট লেজারের শক্তি রূপান্তর দক্ষতা বেশি নয়, সাধারণত কয়েক হাজার এবং কয়েক শতাংশের মধ্যে।

সলিড লেজারের বৈশিষ্ট্য

সলিড লেজারগুলি উচ্চ-শক্তি এবং উচ্চ-শক্তির সুসংগত আলোর উত্স হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। রুবি পালস লেজারের আউটপুট শক্তি কিলোজুল স্তরে পৌঁছাতে পারে। Q-সুইচড এবং মাল্টি-স্টেজ এমপ্লিফায়েড নিওডিয়ামিয়াম গ্লাস লেজার সিস্টেমের সর্বোচ্চ 10 ওয়াট পালস পাওয়ার রয়েছে। ইট্রিয়াম অ্যালুমিনিয়াম গারনেট ক্রমাগত লেজারের আউটপুট শক্তি শত শত ওয়াটে পৌঁছাতে পারে এবং মাল্টি-স্টেজ সিরিজ সংযোগ কিলোওয়াটে পৌঁছাতে পারে।

সলিড-স্টেট লেজারগুলি ন্যানোসেকেন্ড থেকে শত শত ন্যানোসেকেন্ড পর্যন্ত ছোট পালস পেতে Q-সুইচিং প্রযুক্তি (দৃশ্যমান আলো মড্যুলেশন) ব্যবহার করে এবং পিকোসেকেন্ড থেকে শত শত পিকোসেকেন্ড পর্যন্ত অতি-সংক্ষিপ্ত ডাল পেতে মোড-লকিং প্রযুক্তি ব্যবহার করে।

কাজের উপাদানের অপটিক্যাল অসামঞ্জস্যতা এবং অন্যান্য কারণে, সাধারণ সলিড-স্টেট লেজারের আউটপুট মাল্টি-মোড। যদি ভাল অপটিক্যাল অভিন্নতা সহ কার্যকারী উপাদান নির্বাচন করা হয় এবং অনুরণিত গহ্বরটি যত্ন সহকারে ডিজাইন করা হয় এবং অন্যান্য প্রযুক্তিগত ব্যবস্থা নেওয়া হয়, তবে মৌলিক ট্রান্সভার্স মোড (TEM00) লেজারটি বিচ্ছুরণের সীমার কাছাকাছি একটি বিম ডাইভারজেন্স কোণ সহ প্রাপ্ত করা যেতে পারে। , এবং একটি একক অনুদৈর্ঘ্য মোড লেজার এছাড়াও প্রাপ্ত করা যেতে পারে.

সলিড-স্টেট লেজার অ্যাপ্লিকেশন এবং প্রবণতা

সলিড-স্টেট লেজারগুলির সামরিক, প্রক্রিয়াকরণ, চিকিৎসা এবং বৈজ্ঞানিক গবেষণা ক্ষেত্রে বিস্তৃত ব্যবহার রয়েছে। এটি সাধারণত রেঞ্জিং, ট্র্যাকিং, নির্দেশিকা, ড্রিলিং, কাটিং এবং ঢালাই, সেমিকন্ডাক্টর সামগ্রীর অ্যানিলিং, ইলেকট্রনিক ডিভাইসের মাইক্রো-প্রসেসিং, বায়ুমণ্ডলীয় সনাক্তকরণ, বর্ণালী গবেষণা, সার্জারি এবং চক্ষু সার্জারি, প্লাজমা রোগ নির্ণয়, পালস হলগ্রাফি এবং লেজার ফিউশন ইত্যাদিতে ব্যবহৃত হয়। .. সলিড-স্টেট লেজারগুলি টিউনেবল ডাই লেজারগুলির জন্য উত্তেজনা উত্স হিসাবেও ব্যবহৃত হয়।

সলিড-স্টেট লেজারগুলির বিকাশের প্রবণতা হল উপকরণ এবং ডিভাইসের বৈচিত্র্যকরণ, যার মধ্যে রয়েছে নতুন তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং নতুন তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং নতুন কাজের উপকরণের সন্ধান করা যা টিউনেবল অপারেটিং তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে, লেজারের রূপান্তর দক্ষতা উন্নত করা, আউটপুট শক্তি বৃদ্ধি করা, মরীচির মান উন্নত করা, সংকুচিত করা। নাড়ি প্রস্থ, নির্ভরযোগ্যতা উন্নত এবং বর্ধিত কর্মজীবন.

যোগাযোগের তথ্য:

আপনার যদি কোন ধারনা থাকে, আমাদের সাথে কথা বলতে নির্দ্বিধায়। আমাদের গ্রাহকরা যেখানেই থাকুন না কেন এবং আমাদের প্রয়োজনীয়তাগুলি কী, আমরা আমাদের গ্রাহকদের উচ্চ গুণমান, কম দাম এবং সর্বোত্তম পরিষেবা প্রদানের জন্য আমাদের লক্ষ্য অনুসরণ করব।