లేజర్ యొక్క ప్రాథమిక పని సూత్రం

లేజర్ యొక్క ప్రాథమిక పని సూత్రం (ప్రేరేపిత ఉద్గార రేడియేషన్ ద్వారా లైట్ యాంప్లిఫికేషన్) కాంతి ప్రేరేపిత ఉద్గార దృగ్విషయం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది. ఖచ్చితమైన నమూనాలు మరియు నిర్మాణాల శ్రేణి ద్వారా, లేజర్‌లు అధిక పొందిక, ఏకవర్ణత మరియు ప్రకాశంతో కిరణాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. కమ్యూనికేషన్, మెడిసిన్, తయారీ, కొలత మరియు శాస్త్రీయ పరిశోధన వంటి రంగాలతో సహా ఆధునిక సాంకేతికతలో లేజర్‌లు విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. వారి అధిక సామర్థ్యం మరియు ఖచ్చితమైన నియంత్రణ లక్షణాలు వాటిని అనేక సాంకేతికతలలో ప్రధాన భాగం చేస్తాయి. క్రింద లేజర్‌ల పని సూత్రాలు మరియు వివిధ రకాల లేజర్‌ల మెకానిజమ్‌ల వివరణాత్మక వివరణ ఉంది.

1. ఉత్తేజిత ఉద్గారాలు

ఉద్దీపన ఉద్గారం1917లో ఐన్‌స్టీన్ మొదటిసారిగా ప్రతిపాదించిన లేజర్ ఉత్పత్తి వెనుక ఉన్న ప్రాథమిక సూత్రం. ఈ దృగ్విషయం కాంతి మరియు ఉత్తేజిత-స్థితి పదార్థం మధ్య పరస్పర చర్య ద్వారా మరింత పొందికైన ఫోటాన్‌లను ఎలా ఉత్పత్తి చేస్తుందో వివరిస్తుంది. ఉత్తేజిత ఉద్గారాలను బాగా అర్థం చేసుకోవడానికి, ఆకస్మిక ఉద్గారాలతో ప్రారంభిద్దాం:

ఆకస్మిక ఉద్గారం: పరమాణువులు, అణువులు లేదా ఇతర సూక్ష్మ కణాలలో, ఎలక్ట్రాన్లు బాహ్య శక్తిని (విద్యుత్ లేదా ఆప్టికల్ శక్తి వంటివి) గ్రహించగలవు మరియు ఉత్తేజిత స్థితిగా పిలువబడే అధిక శక్తి స్థాయికి మారతాయి. అయినప్పటికీ, ఉత్తేజిత-స్థితి ఎలక్ట్రాన్‌లు అస్థిరంగా ఉంటాయి మరియు తక్కువ వ్యవధి తర్వాత తక్కువ శక్తి స్థాయికి తిరిగి వస్తాయి, దీనిని గ్రౌండ్ స్టేట్ అని పిలుస్తారు. ఈ ప్రక్రియలో, ఎలక్ట్రాన్ ఫోటాన్‌ను విడుదల చేస్తుంది, ఇది ఆకస్మిక ఉద్గారాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఇటువంటి ఫోటాన్లు ఫ్రీక్వెన్సీ, దశ మరియు దిశలో యాదృచ్ఛికంగా ఉంటాయి మరియు అందువల్ల పొందిక ఉండదు.

ఉద్దీపన ఉద్గారాలు: ఉత్తేజిత ఉద్గారానికి కీలకం ఏమిటంటే, ఉత్తేజిత-స్థితి ఎలక్ట్రాన్ దాని పరివర్తన శక్తికి సరిపోయే శక్తితో ఫోటాన్‌ను ఎదుర్కొన్నప్పుడు, ఫోటాన్ కొత్త ఫోటాన్‌ను విడుదల చేస్తున్నప్పుడు భూమి స్థితికి తిరిగి రావడానికి ఎలక్ట్రాన్‌ను ప్రేరేపిస్తుంది. కొత్త ఫోటాన్ ఫ్రీక్వెన్సీ, దశ మరియు ప్రచారం దిశలో అసలైనదానికి సమానంగా ఉంటుంది, ఫలితంగా పొందికైన కాంతి వస్తుంది. ఈ దృగ్విషయం ఫోటాన్‌ల సంఖ్య మరియు శక్తిని గణనీయంగా పెంచుతుంది మరియు లేజర్‌ల యొక్క ప్రధాన విధానం.

ఉద్దీపన ఉద్గారాల యొక్క సానుకూల అభిప్రాయం ప్రభావం: లేజర్‌ల రూపకల్పనలో, ఉత్తేజిత ఉద్గార ప్రక్రియ అనేకసార్లు పునరావృతమవుతుంది మరియు ఈ సానుకూల స్పందన ప్రభావం ఫోటాన్‌ల సంఖ్యను విపరీతంగా పెంచుతుంది. ప్రతిధ్వనించే కుహరం సహాయంతో, ఫోటాన్ల పొందిక నిర్వహించబడుతుంది మరియు కాంతి పుంజం యొక్క తీవ్రత నిరంతరం పెరుగుతుంది.

2. గెయిన్ మీడియం

దిమాధ్యమాన్ని పొందండిఫోటాన్‌ల విస్తరణ మరియు లేజర్ అవుట్‌పుట్‌ను నిర్ణయించే లేజర్‌లోని ప్రధాన పదార్థం. ఉద్దీపన ఉద్గారానికి ఇది భౌతిక ఆధారం మరియు దాని లక్షణాలు లేజర్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ, తరంగదైర్ఘ్యం మరియు అవుట్‌పుట్ శక్తిని నిర్ణయిస్తాయి. లాభం మాధ్యమం యొక్క రకం మరియు లక్షణాలు లేజర్ యొక్క అప్లికేషన్ మరియు పనితీరును నేరుగా ప్రభావితం చేస్తాయి.

ఉత్తేజిత మెకానిజం: లాభం మాధ్యమంలో ఎలక్ట్రాన్లు బాహ్య శక్తి మూలం ద్వారా అధిక శక్తి స్థాయికి ఉత్తేజితం కావాలి. ఈ ప్రక్రియ సాధారణంగా బాహ్య శక్తి సరఫరా వ్యవస్థల ద్వారా సాధించబడుతుంది. సాధారణ ఉత్తేజిత విధానాలు:

ఎలక్ట్రికల్ పంపింగ్: విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని వర్తింపజేయడం ద్వారా లాభం మాధ్యమంలో ఎలక్ట్రాన్‌లను ఉత్తేజపరచడం.

ఆప్టికల్ పంపింగ్: కాంతి మూలం (ఫ్లాష్ ల్యాంప్ లేదా మరొక లేజర్ వంటివి)తో మాధ్యమాన్ని ఉత్తేజపరుస్తుంది.

శక్తి స్థాయిల వ్యవస్థ: లాభం మాధ్యమంలో ఎలక్ట్రాన్లు సాధారణంగా నిర్దిష్ట శక్తి స్థాయిలలో పంపిణీ చేయబడతాయి. అత్యంత సాధారణమైనవిరెండు-స్థాయి వ్యవస్థలుమరియునాలుగు-స్థాయి వ్యవస్థలు. సరళమైన రెండు-స్థాయి వ్యవస్థలో, ఎలక్ట్రాన్లు భూమి స్థితి నుండి ఉత్తేజిత స్థితికి పరివర్తనం చెందుతాయి మరియు ఉద్దీపన ఉద్గారాల ద్వారా భూమి స్థితికి తిరిగి వస్తాయి. నాలుగు-స్థాయి వ్యవస్థలో, ఎలక్ట్రాన్లు వివిధ శక్తి స్థాయిల మధ్య మరింత సంక్లిష్ట పరివర్తనలకు లోనవుతాయి, తరచుగా అధిక సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంటాయి.

గెయిన్ మీడియా రకాలు:

గ్యాస్ గెయిన్ మీడియం: ఉదాహరణకు, హీలియం-నియాన్ (He-Ne) లేజర్‌లు. గ్యాస్ గెయిన్ మీడియా వాటి స్థిరమైన అవుట్‌పుట్ మరియు స్థిర తరంగదైర్ఘ్యానికి ప్రసిద్ధి చెందింది మరియు ప్రయోగశాలలలో ప్రామాణిక కాంతి వనరులుగా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

లిక్విడ్ గెయిన్ మీడియం: ఉదాహరణకు, డై లేజర్‌లు. రంగు అణువులు వివిధ తరంగదైర్ఘ్యాలలో మంచి ఉత్తేజిత లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి, వాటిని ట్యూనబుల్ లేజర్‌లకు అనువైనవిగా చేస్తాయి.

సాలిడ్ గెయిన్ మీడియం: ఉదాహరణకు, Nd(నియోడైమియం-డోప్డ్ యట్రియం అల్యూమినియం గార్నెట్) లేజర్‌లు. ఈ లేజర్‌లు అత్యంత ప్రభావవంతమైనవి మరియు శక్తివంతమైనవి మరియు పారిశ్రామిక కట్టింగ్, వెల్డింగ్ మరియు వైద్యపరమైన అనువర్తనాల్లో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి.

సెమీకండక్టర్ గెయిన్ మీడియం: ఉదాహరణకు, గాలియం ఆర్సెనైడ్ (GaAs) పదార్థాలు కమ్యూనికేషన్ మరియు లేజర్ డయోడ్‌ల వంటి ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి.

3. రెసొనేటర్ కుహరం

దిరెసొనేటర్ కుహరంఫీడ్‌బ్యాక్ మరియు యాంప్లిఫికేషన్ కోసం ఉపయోగించే లేజర్‌లో నిర్మాణాత్మక భాగం. ప్రేరేపిత ఉద్గారాల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన ఫోటాన్‌ల సంఖ్యను కుహరం లోపల ప్రతిబింబించడం మరియు విస్తరించడం ద్వారా పెంచడం దీని ప్రధాన విధి, తద్వారా బలమైన మరియు కేంద్రీకృత లేజర్ అవుట్‌పుట్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

రెసొనేటర్ కుహరం యొక్క నిర్మాణం: ఇది సాధారణంగా రెండు సమాంతర అద్దాలను కలిగి ఉంటుంది. ఒకటి పూర్తిగా ప్రతిబింబించే అద్దం, దీనిని అంటారువెనుక అద్దం, మరియు మరొకటి పాక్షికంగా ప్రతిబింబించే అద్దం, దీనిని అంటారుఅవుట్పుట్ అద్దం. ఫోటాన్లు కుహరం లోపల ముందుకు వెనుకకు ప్రతిబింబిస్తాయి మరియు లాభం మాధ్యమంతో పరస్పర చర్య ద్వారా విస్తరించబడతాయి.

ప్రతిధ్వని స్థితి: రెసొనేటర్ కుహరం రూపకల్పన తప్పనిసరిగా కొన్ని షరతులకు అనుగుణంగా ఉండాలి, ఫోటాన్లు కుహరం లోపల నిలబడి తరంగాలను ఏర్పరుస్తాయి. దీనికి కుహరం పొడవు లేజర్ తరంగదైర్ఘ్యం యొక్క బహుళంగా ఉండాలి. ఈ పరిస్థితులకు అనుగుణంగా ఉండే కాంతి తరంగాలను మాత్రమే కుహరం లోపల సమర్థవంతంగా విస్తరించవచ్చు.

అవుట్పుట్ బీమ్: పాక్షికంగా ప్రతిబింబించే అద్దం, లేజర్ యొక్క అవుట్‌పుట్ పుంజాన్ని ఏర్పరుస్తుంది, విస్తరించిన కాంతి పుంజం యొక్క భాగాన్ని దాటడానికి అనుమతిస్తుంది. ఈ పుంజం అధిక దిశాత్మకత, పొందిక మరియు ఏకవర్ణతను కలిగి ఉంటుంది.

మీరు మరింత తెలుసుకోవాలనుకుంటే లేదా లేజర్‌లపై ఆసక్తి కలిగి ఉంటే, దయచేసి మమ్మల్ని సంప్రదించడానికి సంకోచించకండి:

లూమిస్పాట్

చిరునామా: భవనం 4 #, నం.99 ఫురోంగ్ 3వ రోడ్, జిషాన్ జిల్లా. వుక్సీ, 214000, చైనా

టెలి: + 86-0510 87381808.

మొబైల్: + 86-15072320922

Email: sales@lumispot.cn

వెబ్‌సైట్: www.lumispot-tech.com