डीपीएसएस लेजर का कार्य सिद्धांत

1. डायोड पम्पिंग:

यह प्रक्रिया एक 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, अर्थात यह यिट्रियम एल्युमिनियम गार्नेट क्रिस्टल जालक में अंतर्निहित नियोडिमियम आयनों को उत्तेजित करता है। लेज़र डायोड को एक ऐसी तरंगदैर्ध्य पर ट्यून किया जाता है जो Nd आयनों के अवशोषण स्पेक्ट्रम से मेल खाती है, जिससे कुशल ऊर्जा हस्तांतरण सुनिश्चित होता है।

2. एनडी:YAG क्रिस्टल:

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

[और पढ़ें:हम डीपीएसएस लेजर में लाभ माध्यम के रूप में एनडी याग क्रिस्टल का उपयोग क्यों कर रहे हैं?? ]

3. जनसंख्या व्युत्क्रमण और प्रेरित उत्सर्जन:

लेज़र क्रिया के लिए, एक जनसंख्या व्युत्क्रमण प्राप्त करना आवश्यक है, जहाँ कम ऊर्जा अवस्था की तुलना में उत्तेजित अवस्था में अधिक आयन होते हैं। जैसे-जैसे फोटॉन लेज़र गुहा के दर्पणों के बीच आगे-पीछे उछलते हैं, वे उत्तेजित Nd आयनों को समान कला, दिशा और तरंगदैर्घ्य के अधिक फोटॉन मुक्त करने के लिए प्रेरित करते हैं। इस प्रक्रिया को उत्तेजित उत्सर्जन कहते हैं, और यह क्रिस्टल के भीतर प्रकाश की तीव्रता को बढ़ाता है।

4. लेजर गुहा:

लेज़र गुहा में आमतौर पर Nd:YAG क्रिस्टल के दोनों सिरों पर दो दर्पण होते हैं। एक दर्पण अत्यधिक परावर्तक होता है, और दूसरा आंशिक रूप से परावर्तक, जिससे लेज़र आउटपुट के रूप में कुछ प्रकाश बाहर निकल जाता है। यह गुहा प्रकाश के साथ प्रतिध्वनित होती है, और बार-बार उत्तेजित उत्सर्जन के माध्यम से इसे प्रवर्धित करती है।

5. आवृत्ति दोहरीकरण (द्वितीय हार्मोनिक पीढ़ी):

मूल आवृत्ति वाले प्रकाश (आमतौर पर Nd:YAG द्वारा उत्सर्जित 1064 नैनोमीटर) को हरे प्रकाश (532 नैनोमीटर) में बदलने के लिए, लेज़र के पथ में एक आवृत्ति-दोगुना करने वाला क्रिस्टल (जैसे KTP - पोटेशियम टाइटेनिल फ़ॉस्फ़ेट) रखा जाता है। इस क्रिस्टल में एक अरैखिक प्रकाशिक गुण होता है जो इसे मूल अवरक्त प्रकाश के दो फ़ोटॉन लेकर उन्हें दोगुने ऊर्जा वाले एकल फ़ोटॉन में संयोजित करने की अनुमति देता है, और इस प्रकार, प्रारंभिक प्रकाश की आधी तरंगदैर्घ्य देता है। इस प्रक्रिया को द्वितीय हार्मोनिक जनन (SHG) कहते हैं।

6. हरी रोशनी का आउटपुट:

इस आवृत्ति दुगुनी होने का परिणाम 532 नैनोमीटर पर चमकदार हरे प्रकाश का उत्सर्जन है। इस हरे प्रकाश का उपयोग विभिन्न अनुप्रयोगों में किया जा सकता है, जिनमें लेज़र पॉइंटर्स, लेज़र शो, माइक्रोस्कोपी में प्रतिदीप्ति उत्तेजना और चिकित्सा प्रक्रियाएँ शामिल हैं।

यह पूरी प्रक्रिया अत्यधिक कुशल है और एक सघन एवं विश्वसनीय प्रारूप में उच्च-शक्ति, सुसंगत हरे प्रकाश के उत्पादन की अनुमति देती है। डीपीएसएस लेज़र की सफलता की कुंजी ठोस-अवस्था लाभ माध्यम (एनडी:वाईएजी क्रिस्टल), कुशल डायोड पंपिंग और प्रकाश की वांछित तरंगदैर्ध्य प्राप्त करने के लिए प्रभावी आवृत्ति दोहरीकरण का संयोजन है।