लेजर जेनरेटरका ६ सबैभन्दा सामान्य प्रकारहरू

लेजर प्रविधिले सबै पक्षबाट मानिसहरूको जीवनमा प्रवेश गरिसकेको छ, तर धेरै प्रकारका लेजर जेनेरेटरहरू छन्, प्रत्येकको तरंगदैर्ध्य फरक र फरक विशेषताहरू छन्, त्यसैले प्रयोगका क्षेत्रहरू पनि फरक छन्। मलाई विश्वास छ कि जटिल प्रकारका लेजर जेनेरेटरहरूको सामना गर्दा धेरैजसो मानिसहरूलाई अलिकति टाउको दुखाइ महसुस हुन्छ। त्यसकारण, यस लेखले विभिन्न प्रकारका लेजर जेनेरेटरहरूको सुविधाहरू र व्यावहारिक अनुप्रयोगहरूको सारांश र व्याख्या गर्दछ।

विभिन्न काम गर्ने माध्यम अनुसार, लेजर जेनेरेटरहरूलाई ६ प्रकारमा विभाजन गरिएको छ: ठोस-अवस्था, ग्यास, डाई, डायोड, फाइबर, र मुक्त इलेक्ट्रोन लेजर जेनेरेटरहरू। तिनीहरूमध्ये, ठोस-अवस्था र ग्यास लेजरहरूको धेरै उप-विभाजनहरू छन्। मुक्त इलेक्ट्रोन लेजरहरू बाहेक, विभिन्न लेजरहरूको आधारभूत कार्य सिद्धान्तहरू समान छन्, जसमा पम्प स्रोत, अप्टिकल रेजोनेटर र लाभ माध्यम समावेश छन्।

ठोस अवस्था लेजर जेनरेटर

ठोस-अवस्था लेजर जेनेरेटरहरूमा, प्रकाशलाई सामान्यतया पम्प स्रोतको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, र प्रकाश उत्पन्न गर्न सक्ने क्रिस्टल वा गिलासलाई काम गर्ने सामग्री भनिन्छ। सामग्री म्याट्रिक्स र सक्रिय आयन मिलेर बनेको हुन्छ। म्याट्रिक्स सामग्रीले सक्रिय आयनको लागि उपयुक्त अस्तित्व र काम गर्ने वातावरण प्रदान गर्दछ, र सक्रिय आयनले लेजर उत्पादन प्रक्रिया पूरा गर्दछ। सामान्यतया प्रयोग हुने सक्रिय आयनहरू मुख्यतया संक्रमण धातु आयनहरू हुन्, जस्तै क्रोमियम, कोबाल्ट, निकल र अन्य आयनहरू र दुर्लभ पृथ्वी धातु आयनहरू, जस्तै नियोडिमियम आयनहरू। डाइइलेक्ट्रिक फिल्महरूले लेपित ऐनाहरू रेजोनेटर ऐनाको रूपमा प्रयोग गरिन्छ, जसमध्ये एउटा पूर्ण ऐना हो र अर्को आधा ऐना हो। विभिन्न सक्रिय आयनहरू, विभिन्न म्याट्रिक्स सामग्रीहरू र प्रकाश उत्तेजनाको विभिन्न तरंगदैर्ध्यहरू प्रयोग गर्दा, विभिन्न तरंगदैर्ध्यका विभिन्न लेजरहरू उत्सर्जित हुनेछन्।

रुबी लेजर जेनेरेटर द्वारा लेजर तरंगदैर्ध्य आउटपुट 694.3nm छ, र फोटोइलेक्ट्रिक रूपान्तरण दर कम छ, केवल 0.1%। यद्यपि, यसको फ्लोरोसेन्ट जीवन लामो छ, जुन ऊर्जा भण्डारणको लागि अनुकूल छ, र यसले उच्च पल्स पीक पावर आउटपुट गर्न सक्छ। पेन कोर र लामो औंलाको मोटाई भएको रुबी रडद्वारा उत्पन्न लेजरले फलामको पाना सजिलै छिर्न सक्छ। अधिक कुशल YAG लेजर प्रणालीहरूको उदय हुनु अघि, रुबी लेजर प्रणालीहरू व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्थ्यो। लेजर काट्ने र ड्रिलिंग। यसको अतिरिक्त, ६९४nm प्रकाश मेलानिन द्वारा सजिलै अवशोषित हुन्छ, त्यसैले रूबी लेजरहरू पिग्मेन्टेड घाउहरू (छालाको दाग) को उपचारमा पनि प्रयोग गरिन्छ।

यसको क्रिस्टल गुणहरूको कारण, Ti:Sapphire लेजर जेनेरेटरको फराकिलो ट्युनेबल दायरा (अर्थात्, ट्युनेबल तरंगदैर्ध्य दायरा) छ, र आवश्यकता अनुसार 660nm-1200nm को तरंगदैर्ध्यको साथ प्रकाश आउटपुट गर्न सक्छ। फ्रिक्वेन्सी दोब्बर गर्ने प्रविधिको परिपक्वतासँग जोडिएको (जसले प्रकाशको आवृत्ति दोब्बर गर्न सक्छ, अर्थात्, तरंगदैर्ध्यलाई आधा गर्न सक्छ), तरंगदैर्ध्य दायरा 330nm-600nm सम्म विस्तार गर्न सकिन्छ। टाइटेनियम नीलमणि लेजर प्रणालीहरू फेम्टोदोस्रो स्पेक्ट्रोस्कोपी, ननलाइनर अप्टिक्स अनुसन्धान, सेतो प्रकाशको उत्पादन, टेराहर्ट्ज तरंगहरूको उत्पादन, आदिमा प्रयोग गरिन्छ, र चिकित्सा सौन्दर्यमा पनि प्रयोग गरिन्छ।

YAG भनेको yttrium एल्युमिनियम गार्नेटको संक्षिप्त रूप हो, जुन हालको सबैभन्दा उत्कृष्ट लेजर क्रिस्टल म्याट्रिक्स हो। नियोडिमियम (Nd) सँग डोप गरिसकेपछि, यसले आउटपुट गर्न सक्छ 1064nm प्रकाश, र अधिकतम निरन्तर आउटपुट पावर १००० वाट पुग्न सक्छ। प्रारम्भिक दिनहरूमा, पम्प स्रोतको रूपमा एक निष्क्रिय ग्यास फ्ल्यास ल्याम्प प्रयोग गरिन्थ्यो, तर फ्ल्यास ल्याम्प पम्प विधिमा फराकिलो स्पेक्ट्रल दायरा, लाभ माध्यमको अवशोषण स्पेक्ट्रमसँग कमजोर संयोग, र ठूलो थर्मल लोड हुन्छ, जसले गर्दा कम फोटोइलेक्ट्रिक रूपान्तरण दर हुन्छ। त्यसैले अब LD (लेजर डायोड) पम्पिङ प्रयोग गरेर, उच्च दक्षता, उच्च शक्ति, र लामो जीवन प्राप्त गर्न सकिन्छ। Nd:YAG लेजर जेनेरेटरहरू हेमान्जियोमाको उपचारमा प्रयोग गर्न सकिन्छ र ट्युमरको वृद्धिलाई रोक्छ। यद्यपि, तन्तुमा हुने थर्मल क्षति गैर-चयनात्मक छ। ट्युमरको रक्तनलीहरूलाई जम्मा गर्दा, अतिरिक्त ऊर्जाले वरपरको सामान्य तन्तुलाई पनि क्षति पुर्‍याउँछ, र शल्यक्रिया पछि दागहरू छोड्न सजिलो हुन्छ। त्यसकारण, Nd:YAG लेजर प्रायः शल्यक्रिया, स्त्री रोग, ENT मा प्रयोग गरिन्छ, र छाला विज्ञानमा कम।

Yb: YAG, Ytterbium (Yb) लाई YAG मा डोप गरिएको छ, जसले १०३०nm को प्रकाश आउटपुट गर्न सक्छ। Yb:YAG को पम्प तरंगदैर्ध्य ९४१nm छ, जुन आउटपुट तरंगदैर्ध्यको धेरै नजिक छ, जसले ९१.४% को पम्प क्वान्टम दक्षता प्राप्त गर्न सक्छ, र पम्पद्वारा उत्पन्न हुने ताप भित्रसम्म दबाइन्छ। 10% (धेरैजसो इनपुट ऊर्जा आउटपुट ऊर्जामा रूपान्तरण हुन्छ, जसको सानो भाग तापमा परिणत हुन्छ, जसको अर्थ रूपान्तरण दक्षता धेरै उच्च हुन्छ), जुन २५% हो 30% Nd:YAG को। Yb:YAG सबैभन्दा आकर्षक ठोस-राज्य लेजर मिडिया मध्ये एक भएको छ, र LD-पम्प गरिएको उच्च-शक्ति Yb:YAG ठोस-राज्य लेजर जेनरेटरहरू नयाँ अनुसन्धान हटस्पट बनेका छन्, र विकासात्मक उच्च-दक्षता, उच्च-शक्ति ठोस-राज्य लेजर जेनरेटरहरू मध्ये एक मानिन्छ। मुख्य दिशा।

माथिका दुई बाहेक, YAG लाई होल्मियम (Ho), एर्बियम (Er), आदिसँग पनि डोप गर्न सकिन्छ। Ho:YAG ले आँखा-सुरक्षित २०९७nm र २०९१nm लेजरहरू उत्पादन गर्दछ, मुख्यतया अप्टिकल संचार, राडार र चिकित्सा अनुप्रयोगहरूको लागि। Er:YAG ले २.९ μm को प्रकाश आउटपुट गर्दछ, र मानव शरीरमा यो तरंगदैर्ध्यको उच्च अवशोषण दर छ, जसमा लेजर सर्जरी र भास्कुलर सर्जरीको लागि ठूलो प्रयोग क्षमता छ।

ग्यास लेजर जेनरेटर

ग्यास लेजर जेनेरेटरहरू लेजर प्रणालीहरू हुन् जसले ग्यासलाई लाभ माध्यमको रूपमा प्रयोग गर्छन्, सामान्यतया ग्यास डिस्चार्ज पम्प गर्छन्। ग्यासका प्रकारहरूमा परमाणु ग्यासहरू (हेलियम-नियोन, नोबल ग्यास आयन, र धातु वाष्प), आणविक ग्यासहरू (नाइट्रोजन र कार्बन डाइअक्साइड), एक्साइमर ग्यासहरू समावेश छन्, र रासायनिक प्रतिक्रियाहरूद्वारा प्रदान गरिन्छ।

HeNe लेजर जेनेरेटर (HeNe) ले लाभ माध्यमको रूपमा ७५% वा सोभन्दा बढी He र १५% वा कम Ne को मिश्रण प्रयोग गर्दछ। काम गर्ने वातावरणमा निर्भर गर्दै, यसले हरियो (५४३.५nm), पहेंलो (५९४.१nm), सुन्तला (६१२.०nm), रातो (६३२.८nm) र ३ प्रकारका नजिक-अवरक्त प्रकाश (११५२nm, १५२३nm र ३३९१nm) उत्सर्जन गर्न सक्छ, जसमध्ये रातो प्रकाश (६३२.८nm) सबैभन्दा बढी प्रयोग गरिन्छ। HeNe लेजर जेनेरेटरद्वारा बीम आउटपुटमा गौसियन वितरण छ, र बीम गुणस्तर धेरै स्थिर छ। यद्यपि शक्ति उच्च छैन, यसको सटीक मापनको क्षेत्रमा राम्रो प्रदर्शन छ।

सामान्य नोबल ग्यास लेजर जेनेरेटरहरू आर्गन आयनहरू (Ar+) र क्रिप्टन आयनहरू (Kr+) हुन्। यसको ऊर्जा रूपान्तरण दर ०.६% सम्म पुग्न सक्छ, र यसले लामो समयसम्म निरन्तर र स्थिर रूपमा ३०-५०w को पावर उत्पादन गर्न सक्छ, र यसको आयु १००० घण्टा भन्दा बढी छ। मुख्यतया लेजर डिस्प्ले, रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी, होलोग्राफी, ननलाइनर अप्टिक्स र अन्य अनुसन्धान क्षेत्रहरू, साथै चिकित्सा निदान, मुद्रण रंग विभाजन, मेट्रोलोजी सामग्री प्रशोधन र सूचना प्रशोधनमा प्रयोग गरिन्छ।

धातुको बाष्प लेजर जेनेरेटरहरूले तामाको बाष्पलाई उदाहरणको रूपमा लिन्छन्। तामाको बाष्प लेजर जेनेरेटरले मुख्यतया हरियो बत्ती (५१०.५ एनएम) र पहेंलो बत्ती (५७८.२ एनएम) उत्पादन गर्छ, जुन औसत १०० वाटको पावर र १०० किलोवाटको शिखर पावरमा पुग्न सक्छ। यसको मुख्य प्रयोग क्षेत्र डाई लेजर जेनेरेटरहरूको पम्प स्रोत हो। यसको अतिरिक्त, यसलाई उच्च-गति फ्ल्यास फोटोग्राफी, ठूलो-स्क्रिन प्रक्षेपण टिभी र सामग्री प्रशोधनको लागि पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ।

नाइट्रोजन आणविक लेजर जेनेरेटरले नाइट्रोजनलाई लाभ माध्यमको रूपमा प्रयोग गर्दछ, जसले ३३७.१ एनएम, ३५७.७ एनएम र ३१५.९ एनएमको पराबैंगनी प्रकाश उत्सर्जन गर्न सक्छ, र शिखर शक्ति ४५ किलोवाट पुग्न सक्छ। यसलाई जैविक डाई लेजर जेनेरेटरहरूको लागि पम्प प्रकाश स्रोतको रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ, र आइसोटोपहरूको लेजर विभाजन, फ्लोरोसेन्स निदान, अल्ट्रा-हाई-स्पीड फोटोग्राफी, प्रदूषण पत्ता लगाउने, चिकित्सा र स्वास्थ्य सेवा, र कृषि प्रजननमा पनि व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। यसको छोटो तरंगदैर्ध्य सानो स्थान प्राप्त गर्न फोकस गर्न सजिलो भएकोले, यसलाई उप-माइक्रोन घटकहरू प्रशोधन गर्न पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ।

मा प्रयोग गरिएको लाभ माध्यम CO2 लेजर जेनेरेटर भनेको हेलियम र नाइट्रोजनसँग मिसाइएको कार्बन डाइअक्साइड हो, जसले ९.६ μm र १०.६ μm तरंगदैर्ध्यमा केन्द्रित टाढा-अवरक्त प्रकाश उत्पादन गर्न सक्छ। जेनेरेटरको उच्च ऊर्जा रूपान्तरण दर छ, आउटपुट पावर धेरै वाटदेखि दशौं हजार वाटसम्म हुन सक्छ, र अत्यन्त उच्च बीम गुणस्तरले CO2 लेजर जेनेरेटर सामग्री प्रशोधन, वैज्ञानिक अनुसन्धान, राष्ट्रिय रक्षा र चिकित्सामा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। तपाईंले फरक भेट्नुहुनेछ CO2 लेजर कटर र लेजर उत्कीर्णकहरू तपाईंको दैनिक जीवन र व्यवसायमा काठ, MDF, प्लाइवुड, कपडा, छाला, गिलास, प्लास्टिक, र एक्रिलिक उत्कीर्णन र काटनको लागि।

एक्साइमरहरू अस्थिर अणुहरू हुन् जुन विभिन्न तरंगदैर्ध्यका लेजरहरू उत्पन्न गर्न रेजोनेटरमा विभिन्न नोबल ग्यासहरू र हलोजन ग्यासहरूको मिश्रणले भरिएका हुन्छन्। उत्तेजना सामान्यतया सापेक्षिक इलेक्ट्रोन बीमहरू (२०० केभी भन्दा बढी ऊर्जा) वा ट्रान्सभर्स द्रुत पल्स डिस्चार्जहरूद्वारा प्राप्त गरिन्छ। जब उत्तेजित अवस्था एक्साइमरको अस्थिर आणविक बन्धनहरू भाँचिन्छन् र ग्राउन्ड स्टेट परमाणुहरूमा विभाजित हुन्छन्, उत्तेजित अवस्थाको ऊर्जा लेजर विकिरणको रूपमा जारी हुन्छ। यो चिकित्सा, अप्टिकल कम्युनिकेशन, सेमीकन्डक्टर डिस्प्ले, रिमोट सेन्सिङ, लेजर हतियार र अन्य क्षेत्रहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ।

रासायनिक लेजर जेनेरेटर एक विशेष प्रकारको ग्यास लेजर प्रणाली हो जसले कण संख्या उल्टो महसुस गर्न रासायनिक प्रतिक्रियाबाट निस्कने ऊर्जा प्रयोग गर्दछ। तिनीहरूमध्ये धेरैजसो आणविक संक्रमण मोडमा काम गर्छन्, र विशिष्ट तरंगदैर्ध्य दायरा नजिक-अवरक्त देखि मध्य-अवरक्त वर्णक्रमीय क्षेत्रमा हुन्छ। सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण हाइड्रोजन फ्लोराइड (HF) र ड्युटेरियम फ्लोराइड (DF) उपकरणहरू हुन्। पहिलेकोले २.६ र ३.३ माइक्रोन बीच १५ भन्दा बढी वर्णक्रमीय रेखाहरू आउटपुट गर्न सक्छ; पछिल्लोमा ३.५ र ४.२ माइक्रोन बीच लगभग २५ वर्णक्रमीय रेखाहरू छन्। दुबै उपकरणहरू हाल बहु-मेगावाट आउटपुट गर्न सक्षम छन्। यसको विशाल ऊर्जाको कारण, यो सामान्यतया आणविक इन्जिनियरिङ र सैन्य क्षेत्रमा प्रयोग गरिन्छ।

डाई लेजर जेनरेटर

डाई लेजर जेनेरेटरहरूले लेजर माध्यमको रूपमा जैविक डाई प्रयोग गर्छन्, सामान्यतया तरल घोल। डाई लेजर जेनेरेटरहरू सामान्यतया ग्यासीय र ठोस-अवस्था लेजर मिडिया भन्दा तरंगदैर्ध्यको फराकिलो दायरामा प्रयोग गर्न सकिन्छ। तिनीहरूको फराकिलो ब्यान्डविथले तिनीहरूलाई ट्युनेबल र स्पन्दित लेजर जेनेरेटरहरूको लागि विशेष रूपमा उपयुक्त बनाउँछ। यद्यपि, यसको छोटो मध्यम जीवन र सीमित आउटपुट पावरको कारण, यसलाई मूल रूपमा टाइटेनियम नीलमणि जस्ता तरंगदैर्ध्य-ट्युनेबल ठोस-अवस्था लेजरहरू द्वारा प्रतिस्थापन गरिन्छ।

डायोड लेजर जेनरेटर

डायोड लेजर जेनेरेटर एक लेजर प्रणाली हो जसले अर्धचालक सामग्रीहरूलाई काम गर्ने पदार्थको रूपमा प्रयोग गर्दछ। त्यहाँ ३ उत्तेजना मोडहरू छन्: विद्युतीय इंजेक्शन, इलेक्ट्रोन बीम उत्तेजना र अप्टिकल पम्पिङ। सानो आकार, कम मूल्य, उच्च दक्षता, लामो सेवा जीवन, कम बिजुली खपत, इलेक्ट्रोनिक जानकारी, लेजर प्रिन्टिङ, लेजर पोइन्टर, अप्टिकल सञ्चार, लेजर टिभी, सानो लेजर प्रोजेक्टर, इलेक्ट्रोनिक जानकारी, एकीकृत अप्टिक्स र अन्य क्षेत्रहरूमा प्रयोग गर्न सकिन्छ।

फाइबर लेजर जनरेटर

फाइबर लेजर जेनेरेटरले एक प्रकारको लेजर प्रणालीलाई बुझाउँछ जसले दुर्लभ पृथ्वी तत्व-डोप गरिएको गिलास फाइबरलाई लाभ माध्यमको रूपमा प्रयोग गर्दछ। यो धातु र गैर-धातु मुद्रण, चिन्ह लगाउने, उत्कीर्णन, ड्रिलिंग, काट्ने, सफाई, वेल्डिंग (ब्रेजिङ, पानी शमन, क्ल्याडिंग र गहिरो वेल्डिंग), सैन्य, रक्षा र सुरक्षा, चिकित्सा उपकरण, ठूला पूर्वाधार, र अन्य लेजर स्रोतहरूको लागि पम्पको रूपमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। तपाईं भेट्नुहुनेछ। फाइबर लेजर इन्ग्रेभरहरू व्यक्तिगत पाठ र ढाँचाहरूको लागि, फाइबर लेजर कटर धातु निर्माणको लागि, फाइबर लेजर सफाई मेसिनहरू खिया हटाउने, रंग हटाउने, र कोटिंग हटाउने, फाइबर लेजर वेल्डिङ मिसिनहरू तपाईंको जीवनमा धातुका जोर्नीहरूको लागि।

नि:शुल्क इलेक्ट्रोन लेजर जेनरेटर

फ्री इलेक्ट्रोन लेजर जेनेरेटर परम्परागत लेजर जेनेरेटर भन्दा फरक उच्च-शक्ति सुसंगत विकिरण स्रोतको एक नयाँ प्रकार हो। यसलाई काम गर्ने सामग्रीको रूपमा ग्यास, तरल वा ठोसको आवश्यकता पर्दैन, तर यसले उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रोन बीमको गतिज ऊर्जालाई प्रत्यक्ष रूपमा सुसंगत विकिरण ऊर्जामा रूपान्तरण गर्दछ। त्यसकारण, यो पनि मान्न सकिन्छ कि फ्री-इलेक्ट्रोन लेजर जेनेरेटरको काम गर्ने पदार्थ फ्री इलेक्ट्रोन हो। यसमा उच्च शक्ति, उच्च दक्षता, तरंगदैर्ध्य ट्युनिङको विस्तृत दायरा र अल्ट्रा-छोटो पल्सको समय संरचना जस्ता उत्कृष्ट विशेषताहरूको श्रृंखला छ। यो बाहेक, त्यहाँ कुनै लेजर जेनेरेटर छैन जसमा एकै समयमा यी सुविधाहरू हुन सक्छन्। भौतिक विज्ञान अनुसन्धान, लेजर हतियार, लेजर फ्यूजन, फोटोकेमिस्ट्री, र अप्टिकल संचारको क्षेत्रमा यसको पर्याप्त सम्भावना छ।