लेज़रों की पल्स ऊर्जा

किसी लेज़र की स्पंद ऊर्जा, समय की प्रति इकाई लेज़र स्पंद द्वारा प्रेषित ऊर्जा को संदर्भित करती है। आमतौर पर, लेज़र सतत तरंगें (CW) या स्पंदित तरंगें उत्सर्जित कर सकते हैं, और स्पंदित तरंगें सामग्री प्रसंस्करण, सुदूर संवेदन, चिकित्सा उपकरण और वैज्ञानिक अनुसंधान जैसे कई अनुप्रयोगों में विशेष रूप से महत्वपूर्ण होती हैं। लेज़र स्पंद ऊर्जा की विशेषताओं को समझना इसके प्रदर्शन को अनुकूलित करने और अनुप्रयोग दक्षता में सुधार के लिए महत्वपूर्ण है।

1. पल्स ऊर्जा की परिभाषा और मापन

लेज़र पल्स ऊर्जा प्रत्येक लेज़र पल्स द्वारा मुक्त की जाने वाली ऊर्जा है, जिसे आमतौर पर जूल (J) में मापा जाता है। सतत तरंग (CW) लेज़रों के विपरीत, स्पंदित लेज़र कम समय में ऊर्जा मुक्त करते हैं, और ऊर्जा का परिमाण आमतौर पर पल्स अवधि (पल्स चौड़ाई) और अधिकतम शक्ति से संबंधित होता है।

पल्स ऊर्जा की गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है: E = Ppeak × τ. जहाँ E पल्स ऊर्जा (जूल) है, Ppeak पल्स की अधिकतम शक्ति (वाट) है, और τ पल्स अवधि (सेकंड) है। इसका अर्थ है कि पल्स ऊर्जा, अधिकतम शक्ति और पल्स चौड़ाई दोनों से सीधे संबंधित है।

2. नाड़ी ऊर्जा को प्रभावित करने वाले कारक

लेज़र की पल्स ऊर्जा को कई कारक प्रभावित करते हैं, जिनमें शामिल हैं:

1लेजर डिजाइन और प्रकार:
विभिन्न प्रकार के लेज़र पल्स ऊर्जा के आकार को प्रभावित करते हैं। उदाहरण के लिए, सॉलिड-स्टेट लेज़र आमतौर पर उच्च पल्स ऊर्जा प्रदान करते हैं, जो उच्च शक्ति उत्पादन वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त होते हैं। दूसरी ओर, फाइबर लेज़र अपनी तरंगदैर्ध्य को समायोजित करके उच्च शक्ति वाले पल्स उत्पन्न कर सकते हैं।

2पल्स अवधि (पल्स चौड़ाई):
पल्स की चौड़ाई जितनी कम होगी, किसी निश्चित समय में पीक पावर उतनी ही अधिक होगी, जिससे पल्स ऊर्जा भी अधिक प्राप्त होगी। स्पंदित लेज़रों में पल्स की चौड़ाई आमतौर पर नैनोसेकंड और पिकोसेकंड के बीच समायोज्य होती है, और उच्च परिशुद्धता वाले अनुप्रयोगों में छोटी पल्स का व्यापक रूप से उपयोग उनकी उच्च पीक पावर के कारण किया जाता है।

2लेज़र शक्ति और ऊर्जा रूपांतरण दक्षता:
लेज़र की दक्षता सीधे ऊर्जा उत्पादन को निर्धारित करती है। कुछ लेज़र प्रणालियाँ लाभ माध्यम या लेज़र गुहा के डिज़ाइन को अनुकूलित करके रूपांतरण दक्षता को बढ़ा सकती हैं, जिससे पल्स ऊर्जा में वृद्धि होती है।

2लेज़र एम्पलीफायर:
कई उच्च-शक्ति लेज़र प्रणालियों में, आउटपुट ऊर्जा बढ़ाने के लिए एम्पलीफायरों का उपयोग किया जाता है। बहु-चरणीय प्रवर्धन के माध्यम से, पल्स ऊर्जा को उल्लेखनीय रूप से बढ़ाया जा सकता है।

⑤लेज़र ड्राइव करंट:
लेज़र डायोड या लेज़र प्रणाली की ड्राइव धारा उसकी आउटपुट शक्ति और पल्स ऊर्जा को प्रभावित करने वाला एक प्रमुख कारक है। धारा को समायोजित करके, लेज़र की उत्तेजन अवस्था को संशोधित किया जा सकता है, जिससे पल्स ऊर्जा आउटपुट प्रभावित होता है।

3. लेज़र पल्स ऊर्जा के अनुप्रयोग

लेज़र पल्स ऊर्जा का आकार विभिन्न क्षेत्रों के लिए इसकी उपयुक्तता निर्धारित करता है। कुछ विशिष्ट अनुप्रयोगों में शामिल हैं:

1सामग्री प्रसंस्करण:
लेज़र वेल्डिंग, कटिंग और उत्कीर्णन में, कुशल और उच्च-परिशुद्धता प्रसंस्करण प्राप्त करने के लिए पल्स ऊर्जा को सटीक रूप से नियंत्रित किया जा सकता है। उच्च पल्स ऊर्जा धातु सामग्री के प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त है, जबकि कम ऊर्जा वाले पल्स का उपयोग सूक्ष्म सतह उपचार के लिए किया जाता है।

2चिकित्सा अनुप्रयोग:
चिकित्सा क्षेत्र में, विशेष रूप से लेज़र सर्जरी, त्वचा उपचार और नेत्र उपचारों में, स्पंदित लेज़रों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, उच्च ऊर्जा वाले स्पंदित लेज़र रोगग्रस्त ऊतकों को हटाने या नेत्र रोगों के उपचार के लिए विशिष्ट तरंगदैर्ध्य की लेज़र ऊर्जा को छोटे क्षेत्रों पर केंद्रित कर सकते हैं।

2LiDAR और रिमोट सेंसिंग:
LiDAR तकनीक सटीक रेंजिंग और इमेजिंग के लिए उच्च पल्स ऊर्जा लेज़रों पर निर्भर करती है। पर्यावरण निगरानी, ​​स्वचालित ड्राइविंग और ड्रोन निगरानी में, पल्स ऊर्जा का आकार LiDAR प्रणाली की पहचान दूरी और रिज़ॉल्यूशन को सीधे प्रभावित करता है।

2वैज्ञानिक अनुसंधान:
भौतिकी, रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान के प्रयोगों में भी स्पंदित लेज़रों की महत्वपूर्ण भूमिका होती है। स्पंदित ऊर्जा को सटीक रूप से नियंत्रित करके, वैज्ञानिक उच्च-परिशुद्धता वाले लेज़र-प्रेरित स्पेक्ट्रोस्कोपी, कण त्वरण और लेज़र शीतलन अनुसंधान कर सकते हैं।

4. नाड़ी ऊर्जा बढ़ाने के तरीके

लेज़र पल्स ऊर्जा बढ़ाने के सामान्य तरीकों में शामिल हैं:

1लाभ मध्यम अनुकूलन:
उपयुक्त लाभ माध्यम का चयन करके और लेजर गुहा के डिजाइन को अनुकूलित करके, लेजर की आउटपुट ऊर्जा को बढ़ाया जा सकता है।

2बहु-चरण लेजर प्रवर्धन:
बहु-चरणीय एम्पलीफायर विभिन्न अनुप्रयोगों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए लेजर की पल्स ऊर्जा को धीरे-धीरे बढ़ा सकते हैं।

2ड्राइव करंट या पल्स चौड़ाई बढ़ाना:
लेजर की ड्राइव धारा या पल्स चौड़ाई को समायोजित करने से अधिक पल्स ऊर्जा प्राप्त हो सकती है।

2पल्स संपीड़न प्रौद्योगिकी:
पल्स संपीड़न तकनीक का उपयोग करके, पल्स की अवधि को छोटा किया जा सकता है, जिससे इसकी अधिकतम शक्ति बढ़ जाती है और कम समय में अधिक ऊर्जा मुक्त होती है।

5। उपसंहार

लेज़र पल्स ऊर्जा एक प्रमुख पैरामीटर है जो विभिन्न क्षेत्रों में लेज़रों के प्रदर्शन और अनुप्रयोग को सीधे प्रभावित करता है। लेज़र तकनीक में निरंतर प्रगति के साथ, स्पंदित लेज़रों का कई उद्योगों में व्यापक अनुप्रयोग होगा। सटीक मशीनिंग से लेकर सुदूर संवेदन और चिकित्सा उपचारों तक, स्पंदित लेज़रों का उच्च ऊर्जा उत्पादन नई संभावनाओं के द्वार खोलता है। स्पंदित ऊर्जा की मूल अवधारणाओं और इसके प्रभावशाली कारकों को समझने से लेज़र प्रणालियों के डिज़ाइन और अनुप्रयोग में अधिक वैज्ञानिक विकल्प बनाने में मदद मिल सकती है।