लेज़रों की पल्स ऊर्जा

एक लेजर की पल्स ऊर्जा समय की प्रति यूनिट लेजर पल्स द्वारा प्रेषित ऊर्जा को संदर्भित करती है। आमतौर पर, लेजर निरंतर तरंगों (सीडब्ल्यू) या स्पंदित तरंगों का उत्सर्जन कर सकते हैं, बाद में कई अनुप्रयोगों जैसे कि सामग्री प्रसंस्करण, रिमोट सेंसिंग, चिकित्सा उपकरण और वैज्ञानिक अनुसंधान जैसे कई अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण हैं। लेजर पल्स 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 माप

लेजर पल्स ऊर्जा प्रत्येक लेजर पल्स द्वारा जारी ऊर्जा है, जिसे आमतौर पर जूल (जे) में मापा जाता है। निरंतर तरंग (सीडब्ल्यू) लेज़रों के विपरीत, स्पंदित लेजर कम समय में ऊर्जा जारी करते हैं, और ऊर्जा का परिमाण आमतौर पर पल्स अवधि (पल्स चौड़ाई) और शिखर शक्ति से संबंधित होता है।

पल्स एनर्जी की गणना निम्न सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है: E = PPEAK × τ. जहां ई पल्स एनर्जी (जूल्स) है, पीपीक पल्स (वाट्स) की शिखर शक्ति है, और τ पल्स अवधि (सेकंड) है। इसका मतलब है कि पल्स एनर्जी सीधे पीक पावर और पल्स चौड़ाई दोनों से संबंधित है।

2। पल्स ऊर्जा को प्रभावित करने वाले कारक

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

①लेजर डिजाइन और प्रकार:
विभिन्न प्रकार के लेजर पल्स ऊर्जा के आकार को प्रभावित करते हैं। उदाहरण के लिए, ठोस-राज्य लेजर आमतौर पर उच्च पल्स ऊर्जा प्रदान करते हैं, जो उच्च शक्ति उत्पादन की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त हैं। दूसरी ओर, फाइबर लेजर, अपने तरंग दैर्ध्य को समायोजित करके उच्च शक्ति के साथ दालों का उत्पादन कर सकते हैं।

②पल्स अवधि (पल्स चौड़ाई):
पल्स चौड़ाई जितनी छोटी होगी, एक निश्चित समय में चोटी की शक्ति, जो उच्च पल्स ऊर्जा के लिए अनुमति देता है। स्पंदित लेज़रों में पल्स की चौड़ाई आमतौर पर नैनोसेकंड और पिकोसेकंड के बीच समायोज्य होती है, जिसमें छोटी दालों का व्यापक रूप से उच्च-सटीक अनुप्रयोगों में उनकी उच्च शिखर शक्ति के कारण उपयोग किया जाता है।

③लेजर पावर एंड एनर्जी रूपांतरण दक्षता:
लेजर की दक्षता सीधे ऊर्जा उत्पादन को निर्धारित करती है। कुछ लेजर सिस्टम लाभ माध्यम या लेजर गुहा के डिजाइन को अनुकूलित करके रूपांतरण दक्षता को बढ़ा सकते हैं, जिससे पल्स ऊर्जा बढ़ जाती है।

④लेजर एम्पलीफायरों:
कई उच्च शक्ति वाले लेजर सिस्टम में, आउटपुट ऊर्जा को बढ़ाने के लिए एम्पलीफायरों का उपयोग किया जाता है। बहु-चरण प्रवर्धन के माध्यम से, पल्स ऊर्जा को काफी बढ़ावा दिया जा सकता है।

⑤लेजर ड्राइव करंट:
लेजर डायोड या लेजर सिस्टम का ड्राइव करंट इसकी आउटपुट पावर और पल्स एनर्जी को प्रभावित करने वाला एक प्रमुख कारक है। वर्तमान को समायोजित करके, लेजर की उत्तेजना स्थिति को संशोधित किया जा सकता है, इस प्रकार पल्स ऊर्जा उत्पादन को प्रभावित करता है।

3। लेजर पल्स ऊर्जा के अनुप्रयोग

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

①सामग्री प्रसंस्करण:
लेजर वेल्डिंग, कटिंग और उत्कीर्णन में, पल्स एनर्जी को कुशल और उच्च-सटीक प्रसंस्करण को प्राप्त करने के लिए ठीक से नियंत्रित किया जा सकता है। उच्च नाड़ी ऊर्जा धातु सामग्री को संसाधित करने के लिए उपयुक्त है, जबकि कम-ऊर्जा दालों का उपयोग ठीक सतह उपचार के लिए किया जाता है।

②चिकित्सा अनुप्रयोग:
स्पंदित लेज़रों का व्यापक रूप से चिकित्सा क्षेत्र में उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से लेजर सर्जरी, त्वचा उपचार और नेत्र उपचार के लिए। उदाहरण के लिए, उच्च ऊर्जा के साथ स्पंदित लेजर रोगग्रस्त ऊतक को खत्म करने या आंखों की स्थिति का इलाज करने के लिए छोटे क्षेत्रों पर विशिष्ट तरंग दैर्ध्य की लेजर ऊर्जा पर ध्यान केंद्रित कर सकते हैं।

③लिडार और रिमोट सेंसिंग:
लिडार तकनीक सटीक और इमेजिंग के लिए उच्च पल्स एनर्जी लेज़रों पर निर्भर करती है। पर्यावरण निगरानी, ​​स्वायत्त ड्राइविंग, और ड्रोन निगरानी में, पल्स ऊर्जा आकार सीधे LIDAR प्रणाली के पता लगाने की दूरी और समाधान को प्रभावित करता है।

④वैज्ञानिक अनुसंधान:
स्पंदित लेजर भी भौतिकी, रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान में प्रयोगों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। पल्स ऊर्जा को सटीक रूप से नियंत्रित करके, वैज्ञानिक उच्च परिशुद्धता लेजर-प्रेरित स्पेक्ट्रोस्कोपी, कण त्वरण और लेजर शीतलन अनुसंधान का संचालन कर सकते हैं।

4। पल्स ऊर्जा बढ़ाने के तरीके

लेजर पल्स ऊर्जा को बढ़ाने के सामान्य तरीकों में शामिल हैं:

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

②मल्टी-स्टेज लेजर प्रवर्धन:
मल्टी-स्टेज एम्पलीफायरों धीरे-धीरे विभिन्न अनुप्रयोगों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए लेजर की पल्स ऊर्जा को बढ़ा सकते हैं।

③बढ़ती ड्राइव करंट या पल्स चौड़ाई:
लेजर की ड्राइव करंट या पल्स चौड़ाई को समायोजित करने से बड़ी पल्स ऊर्जा हो सकती है।

④पल्स कम्प्रेशन टेक्नोलॉजी:
पल्स कम्प्रेशन तकनीकों का उपयोग करते हुए, पल्स की अवधि को छोटा किया जा सकता है, जिससे इसकी चरम शक्ति बढ़ सकती है और कम समय में अधिक ऊर्जा जारी कर सकती है।

5। उपसंहार

लेजर पल्स एनर्जी एक प्रमुख पैरामीटर है जो विभिन्न क्षेत्रों में लेज़रों के प्रदर्शन और अनुप्रयोग को सीधे प्रभावित करता है। लेजर प्रौद्योगिकी में निरंतर प्रगति के साथ, स्पंदित लेज़रों में कई उद्योगों में व्यापक अनुप्रयोग होंगे। सटीक मशीनिंग से रिमोट सेंसिंग और मेडिकल ट्रीटमेंट तक, स्पंदित लेज़रों का उच्च ऊर्जा उत्पादन नई संभावनाओं को खोलता है। पल्स एनर्जी और इसके प्रभावित कारकों की बुनियादी अवधारणाओं को समझना लेजर सिस्टम को डिजाइन और लागू करते समय अधिक वैज्ञानिक विकल्प बनाने में मदद कर सकता है।