किसी भी लेजर उपकरण का मुख्य कार्य घटक तथाकथित सक्रिय माध्यम है। यह न केवल निर्देशित प्रवाह के स्रोत के रूप में कार्य करता है, बल्कि कुछ मामलों में इसे महत्वपूर्ण रूप से बढ़ा सकता है। यह ठीक यही विशेषता है कि लेजर प्रतिष्ठानों में सक्रिय पदार्थ के रूप में कार्य करने वाले गैस मिश्रण होते हैं। इसी समय, ऐसे उपकरणों के विभिन्न मॉडल हैं, जो डिजाइन और काम के माहौल की विशेषताओं दोनों में भिन्न हैं। एक तरह से या किसी अन्य, गैस लेजर के कई फायदे हैं जिसने इसे कई औद्योगिक उद्यमों के शस्त्रागार में एक मजबूत स्थान लेने की अनुमति दी है।
गैस माध्यम की क्रिया की विशेषताएं
परंपरागत रूप से, लेज़र ठोस और तरल मीडिया से जुड़े होते हैं जो आवश्यक प्रदर्शन के साथ प्रकाश पुंज के निर्माण में योगदान करते हैं। इस मामले में, गैस में एकरूपता और कम घनत्व के फायदे हैं। ये गुणलेजर बीम को विकृत न होने दें, ऊर्जा न खोने दें और न बिखरने दें। इसके अलावा, गैस लेजर को विकिरण की बढ़ी हुई प्रत्यक्षता की विशेषता है, जिसकी सीमा केवल प्रकाश के विवर्तन द्वारा निर्धारित की जाती है। ठोस पदार्थों की तुलना में, गैस कणों की परस्पर क्रिया विशेष रूप से तापीय विस्थापन की स्थितियों में टकराव के दौरान होती है। नतीजतन, भराव का ऊर्जा स्पेक्ट्रम अलग-अलग प्रत्येक कण के ऊर्जा स्तर से मेल खाता है।
गैस लेजर डिवाइस
ऐसे उपकरणों का क्लासिक उपकरण एक सीलबंद ट्यूब द्वारा गैसीय कार्यात्मक माध्यम के साथ-साथ एक ऑप्टिकल रेज़ोनेटर द्वारा बनाया जाता है। डिस्चार्ज ट्यूब आमतौर पर कोरन्डम सिरेमिक से बनी होती है। इसे एक बेरिलियम सिलेंडर पर एक परावर्तक प्रिज्म और एक दर्पण के बीच रखा जाता है। प्रत्यक्ष धारा पर एक सामान्य कैथोड के साथ दो खंडों में निर्वहन किया जाता है। टैंटलम ऑक्साइड कोल्ड कैथोड को अक्सर एक ढांकता हुआ स्पेसर के माध्यम से दो भागों में विभाजित किया जाता है, जो धाराओं के समान वितरण को सुनिश्चित करता है। इसके अलावा, गैस लेजर डिवाइस एनोड की उपस्थिति के लिए प्रदान करता है - उनका कार्य स्टेनलेस स्टील द्वारा किया जाता है, जिसे वैक्यूम धौंकनी के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। ये तत्व ट्यूब, प्रिज्म और दर्पण धारकों के बीच एक लचीला संबंध प्रदान करते हैं।
कार्य सिद्धांत
सक्रिय शरीर को गैस में ऊर्जा से भरने के लिए इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज का उपयोग किया जाता है, जो डिवाइस ट्यूब की गुहा में इलेक्ट्रोड द्वारा उत्पन्न होते हैं। गैस कणों के साथ इलेक्ट्रॉनों की टक्कर के दौरानवे उत्तेजित हैं। यह फोटॉन के उत्सर्जन का आधार बनाता है। जैसे ही वे गैस प्लाज्मा से गुजरती हैं, ट्यूब में प्रकाश तरंगों का उत्तेजित उत्सर्जन बढ़ जाता है। सिलेंडर के सिरों पर खुले दर्पण प्रकाश प्रवाह की तरजीही दिशा का आधार बनाते हैं। एक पारभासी दर्पण, जिसे गैस लेजर से आपूर्ति की जाती है, दिशात्मक बीम से फोटॉन के एक अंश का चयन करता है, और उनमें से बाकी विकिरण कार्य को बनाए रखते हुए ट्यूब के अंदर परिलक्षित होते हैं।
विशेषताएं
डिस्चार्ज ट्यूब का भीतरी व्यास आमतौर पर 1.5 मिमी होता है। टैंटलम ऑक्साइड कैथोड का व्यास 51 मिमी की लंबाई के साथ 48 मिमी तक पहुंच सकता है। इस मामले में, डिजाइन 1000 वी के वोल्टेज के साथ प्रत्यक्ष वर्तमान की कार्रवाई के तहत संचालित होता है। हीलियम-नियॉन लेजर में, विकिरण शक्ति छोटी होती है और, एक नियम के रूप में, डब्ल्यू के दसवें हिस्से में गणना की जाती है।
कार्बन डाइऑक्साइड मॉडल 2 से 10 सेमी के व्यास के साथ ट्यूबों का उपयोग करते हैं। उल्लेखनीय है कि निरंतर मोड में काम करने वाले गैस लेजर में बहुत अधिक शक्ति होती है। परिचालन दक्षता के दृष्टिकोण से, यह कारक कभी-कभी एक प्लस होता है, हालांकि, ऐसे उपकरणों के स्थिर कार्य को बनाए रखने के लिए, उन्नत ऑप्टिकल गुणों के साथ टिकाऊ और विश्वसनीय दर्पण की आवश्यकता होती है। एक नियम के रूप में, प्रौद्योगिकीविद सोने के उपचार के साथ धातु और नीलम तत्वों का उपयोग करते हैं।
लेजर की किस्में
मुख्य वर्गीकरण का तात्पर्य गैस मिश्रण के प्रकार के अनुसार ऐसे लेज़रों के विभाजन से है। हमने पहले ही कार्बन डाइऑक्साइड सक्रिय शरीर पर आधारित मॉडलों की विशेषताओं का उल्लेख किया है, लेकिन यह भीआयनिक, हीलियम-नियॉन और रासायनिक मीडिया आम हैं। डिवाइस के डिजाइन के निर्माण के लिए, आयन गैस लेज़रों को उच्च तापीय चालकता वाली सामग्री के उपयोग की आवश्यकता होती है। विशेष रूप से, सिरेमिक-धातु तत्वों और बेरिलियम सिरेमिक पर आधारित भागों का उपयोग किया जाता है। हीलियम-नियॉन मीडिया इन्फ्रारेड विकिरण और दृश्य प्रकाश स्पेक्ट्रम में विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर काम कर सकता है। ऐसे उपकरणों के गुंजयमान दर्पण बहुपरत ढांकता हुआ कोटिंग्स की उपस्थिति से प्रतिष्ठित होते हैं।
रासायनिक लेजर गैस ट्यूबों की एक अलग श्रेणी का प्रतिनिधित्व करते हैं। वे गैस मिश्रणों को एक कार्यशील माध्यम के रूप में भी उपयोग करते हैं, लेकिन प्रकाश विकिरण के गठन की प्रक्रिया एक रासायनिक प्रतिक्रिया द्वारा प्रदान की जाती है। यानी गैस का इस्तेमाल रासायनिक उत्तेजना के लिए किया जाता है। इस प्रकार के उपकरण इस मायने में लाभप्रद हैं कि वे रासायनिक ऊर्जा को सीधे विद्युत चुम्बकीय विकिरण में परिवर्तित कर सकते हैं।
गैस लेज़रों का उपयोग
व्यावहारिक रूप से इस प्रकार के सभी लेज़र अत्यधिक विश्वसनीय, टिकाऊ और किफायती होते हैं। इन कारकों ने विभिन्न उद्योगों में उनके व्यापक उपयोग को जन्म दिया है। उदाहरण के लिए, हीलियम-नियॉन उपकरणों ने समतलन और समायोजन कार्यों में आवेदन पाया है जो खदान संचालन में, जहाज निर्माण में, साथ ही साथ विभिन्न संरचनाओं के निर्माण में किए जाते हैं। इसके अलावा, हीलियम-नियॉन लेजर की विशेषताएं ऑप्टिकल संचार के आयोजन में, होलोग्राफिक सामग्री और क्वांटम गायरोस्कोप के विकास में उपयोग के लिए उपयुक्त हैं। व्यावहारिक लाभ के मामले में कोई अपवाद नहीं था औरआर्गन गैस लेजर, जिसका अनुप्रयोग सामग्री प्रसंस्करण के क्षेत्र में दक्षता दिखाता है। विशेष रूप से, ऐसे उपकरण कठोर चट्टानों और धातुओं के कटर के रूप में कार्य करते हैं।
गैस लेजर समीक्षा
यदि हम लाभप्रद परिचालन गुणों के दृष्टिकोण से लेज़रों पर विचार करते हैं, तो कई उपयोगकर्ता प्रकाश किरण की उच्च प्रत्यक्षता और समग्र गुणवत्ता पर ध्यान देते हैं। परिवेश के तापमान की स्थिति की परवाह किए बिना, इस तरह की विशेषताओं को ऑप्टिकल विकृतियों के एक छोटे से अनुपात द्वारा समझाया जा सकता है। नुकसान के लिए, गैसीय मीडिया की क्षमता को अनलॉक करने के लिए एक बड़े वोल्टेज की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, एक हीलियम-नियॉन गैस लेजर और कार्बन डाइऑक्साइड मिश्रण पर आधारित उपकरणों को जोड़ने के लिए काफी मात्रा में विद्युत शक्ति की आवश्यकता होती है। लेकिन, जैसा कि अभ्यास से पता चलता है, परिणाम खुद को सही ठहराता है। दोनों कम-शक्ति वाले उपकरणों और उच्च शक्ति क्षमता वाले उपकरणों का उपयोग किया जाता है।
निष्कर्ष
लेजर सिस्टम में उनके उपयोग के संदर्भ में गैस-डिस्चार्ज मिश्रण की संभावनाएं अभी भी अपर्याप्त हैं। फिर भी, इस तरह के उपकरणों की मांग लंबे समय से सफलतापूर्वक बढ़ रही है, जिससे बाजार में एक समान स्थान बन गया है। गैस लेजर को उद्योग में सबसे बड़ा वितरण प्राप्त हुआ है। इसका उपयोग ठोस सामग्री के बिंदु और सटीक काटने के लिए एक उपकरण के रूप में किया जाता है। लेकिन ऐसे उपकरणों के प्रसार में बाधा डालने वाले कारक भी हैं। सबसे पहले, यह तत्व आधार का तेजी से पहनना है, जो उपकरणों के स्थायित्व को कम करता है। दूसरे, विद्युत निर्वहन प्रदान करने के लिए उच्च आवश्यकताएं हैं,बीम बनाने के लिए आवश्यक है।
