लेजर की मूल संरचना

1. लेजर काम करने का माध्यम

लेजर के उत्पादन को एक उपयुक्त कामकाजी माध्यम चुनना चाहिए, जो साधारण शरीर, तरल, ठोस या अर्धचालक हो सकता है।इस माध्यम में, लेज़र प्राप्त करने के लिए आवश्यक परिस्थितियों का निर्माण करते हुए, जनसंख्या को उलटा किया जा सकता है।जाहिर है, मेटास्टेबल ऊर्जा स्तरों का अस्तित्व जनसंख्या उलटा दुनिया की प्राप्ति के लिए बहुत फायदेमंद है।लगभग एक हजार प्रकार के कामकाजी मीडिया हैं, और जो लेजर तरंग दैर्ध्य उत्पन्न हो सकते हैं, उनमें दूर अवरक्त से लेकर वैक्यूम पराबैंगनी तक की एक विस्तृत श्रृंखला शामिल है।

लेज़र के मूल के रूप में, इसमें दो भाग होते हैं: सक्रिय कण (जिनमें से सभी धातु हैं) और मैट्रिक्स।सक्रिय कणों की ऊर्जा स्तर संरचना लेजर की वर्णक्रमीय विशेषताओं और प्रतिदीप्ति जीवनकाल को निर्धारित करती है।मैट्रिक्स मुख्य रूप से काम करने वाली सामग्री के भौतिक और रासायनिक गुणों को निर्धारित करता है।सक्रिय कणों की ऊर्जा स्तर संरचना के अनुसार, इसे तीन-स्तरीय प्रणाली (जैसे रूबी लेजर) और चार-स्तरीय प्रणाली (जैसे एर: YAG लेजर) में विभाजित किया जा सकता है।वर्तमान में, आमतौर पर उपयोग की जाने वाली चार प्रकार की कार्य सामग्री हैं: सिलेंडर (वर्तमान में सबसे अधिक उपयोग किया जाता है), फ्लैट प्लेट, डिस्क और ट्यूब।

2. प्रोत्साहन स्रोत

कार्यशील माध्यम में जनसंख्या का व्युत्क्रमण करने के लिए, परमाणु प्रणाली को ऊपरी ऊर्जा स्तर में कणों की संख्या बढ़ाने के लिए उत्तेजित करने के लिए कुछ विधि का उपयोग किया जाना चाहिए।आम तौर पर, गैस डिस्चार्ज का उपयोग किया जा सकता है, और गतिज ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉनों का उपयोग मध्यम परमाणुओं को उत्तेजित करने के लिए किया जाता है, जिसे विद्युत उत्तेजना कहा जाता है;स्पंदित प्रकाश स्रोतों का उपयोग कार्यशील माध्यम को रोशन करने के लिए भी किया जा सकता है, जिसे ऑप्टिकल उत्तेजना कहा जाता है;थर्मल उत्तेजना, रासायनिक उत्तेजना, आदि हैं।विभिन्न प्रोत्साहन विधियों को दृष्टिगत रूप से पम्पिंग या पम्पिंग कहा जाता है।लगातार लेज़र आउटपुट प्राप्त करने के लिए, निम्न ऊर्जा स्तरों के कणों की तुलना में उच्च ऊर्जा स्तरों के अधिक कणों को रखने के लिए इसे लगातार "पंप" किया जाना चाहिए।

3. एकाग्रता प्रणाली

संघनक गुहा के दो कार्य हैं, एक है पंप स्रोत और कार्यशील माध्यम को प्रभावी ढंग से जोड़ना;दूसरा लेजर सामग्री पर पंप प्रकाश घनत्व के वितरण को निर्धारित करना है, जिससे आउटपुट बीम की एकरूपता, विचलन और ऑप्टिकल विरूपण प्रभावित होता है।काम कर रहे तरल पदार्थ और पंप स्रोत एकाग्रता कक्ष में स्थापित होते हैं, इसलिए एकाग्रता कक्ष की गुणवत्ता सीधे पंप की दक्षता और कार्य प्रदर्शन को प्रभावित करती है।अंडाकार बेलनाकार कंडेनसर गुहा सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला छोटा ठोस-राज्य लेजर है।

4. ऑप्टिकल गुहा

कुल परावर्तन दर्पण और आंशिक परावर्तन दर्पण से बना, यह एक ठोस-अवस्था वाले लेजर का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है।उत्तेजित उत्सर्जन बनाने के लिए लेजर को लगातार दोलन करने के लिए सकारात्मक ऑप्टिकल प्रतिक्रिया प्रदान करने के अलावा, ऑप्टिकल गुंजयमान गुहा उच्च मोनोक्रोमैटिकिटी और आउटपुट लेजर की उच्च प्रत्यक्षता सुनिश्चित करने के लिए ऑसिलेटिंग बीम की दिशा और आवृत्ति को भी सीमित करता है।सॉलिड-स्टेट लेज़रों के लिए सबसे सरल और सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला ऑप्टिकल रेज़ोनेटर एक दूसरे के विपरीत दो समतल दर्पण (या गोलाकार दर्पण) से बना होता है।

5. शीतलन और फ़िल्टरिंग प्रणाली

लेज़रों के लिए कूलिंग और फ़िल्टरिंग सिस्टम आवश्यक सहायक उपकरण हैं।सॉलिड-स्टेट लेज़र ऑपरेशन के दौरान अधिक गंभीर थर्मल प्रभाव उत्पन्न करते हैं, इसलिए आमतौर पर शीतलन उपाय किए जाते हैं।मुख्य उद्देश्य लेजर के सामान्य उपयोग और उपकरणों की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए लेजर काम करने वाली सामग्री, पंप प्रणाली और केंद्रित गुहा को ठंडा करना है।शीतलन विधियों में तरल शीतलन, गैस शीतलन और चालन शीतलन शामिल हैं, लेकिन सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधि तरल शीतलन है।उच्च मोनोक्रोमैटिकिटी के साथ एक लेजर बीम प्राप्त करने के लिए, फिल्टर सिस्टम बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।फिल्टर सिस्टम अधिकांश पंप प्रकाश और कुछ अन्य हस्तक्षेप प्रकाश को फ़िल्टर कर सकता है, ताकि आउटपुट लेजर में बहुत अच्छी मोनोक्रोमैटिकिटी हो।