डीपीएसएस लेजर का कार्य सिद्धांत

1. डायोड पंपिंग:

यह प्रक्रिया लेज़र डायोड से शुरू होती है, जो अवरक्त प्रकाश उत्सर्जित करता है। इस प्रकाश का उपयोग Nd:YAG क्रिस्टल को "पंप" करने के लिए किया जाता है, जिसका अर्थ है कि यह यट्रियम एल्युमीनियम गार्नेट क्रिस्टल जाली में अंतर्निहित नियोडिमियम आयनों को उत्तेजित करता है। लेज़र डायोड को ऐसी तरंगदैर्ध्य पर ट्यून किया जाता है जो Nd आयनों के अवशोषण स्पेक्ट्रम से मेल खाती है, जिससे कुशल ऊर्जा स्थानांतरण सुनिश्चित होता है।

2. एनडी:वाईएजी क्रिस्टल:

Nd:YAG क्रिस्टल सक्रिय ऊर्जा वृद्धि माध्यम है। जब नियोडिमियम आयन पंपिंग प्रकाश द्वारा उत्तेजित होते हैं, तो वे ऊर्जा अवशोषित करते हैं और उच्च ऊर्जा अवस्था में चले जाते हैं। थोड़े समय बाद, ये आयन वापस निम्न ऊर्जा अवस्था में आ जाते हैं और अपनी संचित ऊर्जा को फोटॉनों के रूप में मुक्त करते हैं। इस प्रक्रिया को स्वतः उत्सर्जन कहते हैं।

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3. जनसंख्या व्युत्क्रमण और प्रेरित उत्सर्जन:

लेजर क्रिया होने के लिए, जनसंख्या व्युत्क्रमण (पॉपुलेशन इनवर्जन) होना आवश्यक है, जहाँ उत्तेजित अवस्था में आयनों की संख्या निम्न ऊर्जा अवस्था की तुलना में अधिक होती है। लेजर कैविटी के दर्पणों के बीच फोटॉन के बार-बार टकराने से उत्तेजित Nd आयनों को समान चरण, दिशा और तरंगदैर्ध्य के अधिक फोटॉन उत्सर्जित करने के लिए प्रेरित किया जाता है। इस प्रक्रिया को उत्तेजित उत्सर्जन (स्टिमुलेटेड एमिशन) कहा जाता है, और यह क्रिस्टल के भीतर प्रकाश की तीव्रता को बढ़ाती है।

4. लेजर कैविटी:

लेजर कैविटी में आमतौर पर Nd:YAG क्रिस्टल के दोनों सिरों पर दो दर्पण होते हैं। एक दर्पण अत्यधिक परावर्तक होता है, जबकि दूसरा आंशिक रूप से परावर्तक होता है, जिससे कुछ प्रकाश लेजर आउटपुट के रूप में बाहर निकल जाता है। कैविटी प्रकाश के साथ प्रतिध्वनित होती है, जिससे उत्तेजित उत्सर्जन के बार-बार होने वाले चक्रों के माध्यम से प्रकाश प्रवर्धित होता है।

5. आवृत्ति दोहरीकरण (द्वितीय हार्मोनिक पीढ़ी):

मूल आवृत्ति प्रकाश (आमतौर पर Nd:YAG द्वारा उत्सर्जित 1064 nm) को हरे प्रकाश (532 nm) में परिवर्तित करने के लिए, लेज़र के पथ में एक आवृत्ति-दोहरीकरण क्रिस्टल (जैसे KTP - पोटेशियम टाइटेनिल फॉस्फेट) रखा जाता है। इस क्रिस्टल में एक गैर-रेखीय प्रकाशीय गुण होता है जो इसे मूल अवरक्त प्रकाश के दो फोटॉनों को लेकर उन्हें दोगुनी ऊर्जा वाले एक एकल फोटॉन में संयोजित करने की अनुमति देता है, जिससे तरंगदैर्ध्य मूल प्रकाश की तरंगदैर्ध्य का आधा हो जाता है। इस प्रक्रिया को द्वितीय हार्मोनिक जनरेशन (SHG) के नाम से जाना जाता है।

6. हरी बत्ती का आउटपुट:

इस आवृत्ति दोहरीकरण के परिणामस्वरूप 532 एनएम पर चमकीली हरी रोशनी उत्सर्जित होती है। इस हरी रोशनी का उपयोग लेजर पॉइंटर, लेजर शो, सूक्ष्मदर्शी में प्रतिदीप्ति उत्तेजना और चिकित्सा प्रक्रियाओं सहित विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जा सकता है।

यह पूरी प्रक्रिया अत्यंत कुशल है और कॉम्पैक्ट एवं विश्वसनीय प्रारूप में उच्च-शक्ति, सुसंगत हरी रोशनी के उत्पादन की अनुमति देती है। DPSS लेजर की सफलता का रहस्य ठोस-अवस्था लाभ माध्यम (Nd:YAG क्रिस्टल), कुशल डायोड पंपिंग और वांछित तरंगदैर्ध्य की रोशनी प्राप्त करने के लिए प्रभावी आवृत्ति दोहरीकरण के संयोजन में निहित है।