लेजरों का परिशुद्धता कोड: किरण गुणवत्ता का व्यापक विश्लेषण

आधुनिक लेजर अनुप्रयोगों में, बीम की गुणवत्ता लेजर के समग्र प्रदर्शन का मूल्यांकन करने के लिए सबसे महत्वपूर्ण मापदंडों में से एक बन गई है। चाहे वह'विनिर्माण में माइक्रोन-स्तर की सटीक कटिंग हो या लेजर रेंजिंग में लंबी दूरी की पहचान, बीम की गुणवत्ता अक्सर अनुप्रयोग की सफलता या विफलता निर्धारित करती है।

तो, बीम क्वालिटी आखिर होती क्या है? यह लेजर के प्रदर्शन को कैसे प्रभावित करती है? और विशिष्ट अनुप्रयोगों की आवश्यकताओं के अनुरूप सही बीम क्वालिटी का चुनाव कैसे किया जा सकता है?

1. बीम की गुणवत्ता क्या है?

सरल शब्दों में कहें तो, बीम की गुणवत्ता लेजर बीम के स्थानिक प्रसार की विशेषताओं को संदर्भित करती है। यह बताती है कि बीम कितनी अच्छी तरह से फोकस कर सकती है, उसका विचलन व्यवहार कैसा है और उसकी ऊर्जा कितनी एकरूपता से वितरित होती है।

आदर्श स्थिति में, लेज़र किरण एक पूर्ण गाऊसी किरण के समान होती है, जिसमें सबसे छोटा विचलन कोण और सर्वोत्तम फोकसिंग क्षमता होती है। हालांकि, स्रोत संरचना, पदार्थ के गुणधर्म और तापीय प्रभावों जैसे कारकों के कारण, वास्तविक दुनिया में लेज़र किरणें अक्सर फैलाव, विरूपण या बहु-मोड व्यतिकरण से ग्रस्त होती हैं।—जिससे बीम की गुणवत्ता कम हो जाती है।

2. सामान्य बीम गुणवत्ता संकेतक

①M² कारक (बीम प्रसार कारक)

उन्हें² बीम की गुणवत्ता का मूल्यांकन करने के लिए मूल्य प्राथमिक पैरामीटर है।

M² = 1 एक पूर्ण गाऊसी बीम को दर्शाता है।

M² > 1 का मतलब है कि बीम की गुणवत्ता खराब हो जाती है और फोकस करने की क्षमता बिगड़ जाती है।

औद्योगिक अनुप्रयोगों में, एम² सामान्यतः 1.5 से कम मानों की आवश्यकता होती है, जबकि वैज्ञानिक-ग्रेड लेजर M मानों का लक्ष्य रखते हैं।² मान यथासंभव 1 के निकट हों।

②बीम विचलन

बीम डायवर्जेंस यह बताता है कि लेजर बीम लंबी दूरी तक फैलने पर कितना फैलता है।
विचलन कोण जितना छोटा होगा, किरणें उतनी ही अधिक केंद्रित होंगी, फोकल स्पॉट उतने ही छोटे होंगे और लंबी दूरी पर सटीकता उतनी ही अधिक होगी।

③बीम प्रोफ़ाइल और ऊर्जा वितरण

उच्च गुणवत्ता वाली किरण में सममित, एकसमान किरण प्रोफ़ाइल और उच्च तीव्रता वाला केंद्र होना चाहिए। इससे काटने, अंकन और अन्य अनुप्रयोगों के लिए स्पष्ट और नियंत्रणीय ऊर्जा उत्पादन सुनिश्चित होता है।

3. बीम की गुणवत्ता वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों को कैसे प्रभावित करती है

①सटीक प्रसंस्करण (काटना/वेल्डिंग/चिह्नित करना):
बीम की गुणवत्ता फोकल स्पॉट के आकार और ऊर्जा घनत्व को निर्धारित करती है, जो मशीनिंग की सटीकता और दक्षता को प्रभावित करती है।

②मेडिकल लेजर:
बीम की गुणवत्ता इस बात को प्रभावित करती है कि ऊतकों तक ऊर्जा कितनी सटीकता से पहुंचाई जाती है और थर्मल प्रसार को कितनी अच्छी तरह नियंत्रित किया जाता है।

③लेजर रेंजिंग / एलआईडीएआर:
बीम की गुणवत्ता सीधे तौर पर पता लगाने की सीमा और स्थानिक रिज़ॉल्यूशन को प्रभावित करती है।

④ऑप्टिकल संचार:
बीम की गुणवत्ता सिग्नल मोड की शुद्धता और बैंडविड्थ क्षमता को प्रभावित करती है।

⑤वैज्ञानिक अनुसंधान:
बीम की गुणवत्ता व्यतिकरण या गैर-रेखीय प्रकाशीय प्रयोगों में सुसंगति और स्थिरता सुनिश्चित करती है।

4. बीम की गुणवत्ता को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारक

①लेजर संरचना डिजाइन:
सिंगल-मोड लेजर आमतौर पर मल्टी-मोड लेजर की तुलना में बेहतर बीम गुणवत्ता प्रदान करते हैं।

②गेन मीडियम और रेज़ोनेटर डिज़ाइन:
ये कारक मोड वितरण और बीम स्थिरता को प्रभावित करते हैं।

③तापीय प्रभाव प्रबंधन:
खराब ऊष्मा अपव्यय से थर्मल लेंसिंग और बीम विरूपण हो सकता है।

④पंप की एकरूपता और वेवगाइड संरचना:
असमान पंपिंग या संरचनात्मक दोषों के कारण बीम के आकार में गिरावट आ सकती है।

5. बीम की गुणवत्ता में सुधार कैसे करें

①डिवाइस आर्किटेक्चर को अनुकूलित करें:
सिंगल-मोड वेवगाइड और सममित अनुनादक डिजाइन का उपयोग करें।

②तापीय प्रबंधन:
तापीय रूप से प्रेरित बीम विरूपण को कम करने के लिए कुशल हीट सिंक या सक्रिय शीतलन को एकीकृत करें।

③बीम-शेपिंग ऑप्टिक्स:
कोलिमेटर, स्थानिक फिल्टर या मोड कन्वर्टर का प्रयोग करें।

④डिजिटल नियंत्रण और प्रतिक्रिया:
गतिशील सुधार प्राप्त करने के लिए वास्तविक समय तरंग-फ्रंट पहचान और अनुकूली प्रकाशिकी का उपयोग करें।

6. निष्कर्ष

बीम की गुणवत्ता केवल एक भौतिक मापदंड से कहीं अधिक है।—it'है“परिशुद्धता कोड”लेजर का'प्रदर्शन।
वास्तविक अनुप्रयोगों में, उच्च बीम गुणवत्ता लेजर प्रणालियों की दक्षता, सटीकता और विश्वसनीयता को काफी हद तक बढ़ा सकती है। उच्च प्रदर्शन और स्थिरता चाहने वाले उपयोगकर्ताओं के लिए, लेजर का चयन करते समय बीम गुणवत्ता एक महत्वपूर्ण कारक होना चाहिए।

लेजर प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास के साथ, हम छोटे उपकरणों में बेहतर बीम नियंत्रण और उच्च शक्ति घनत्व की उम्मीद कर सकते हैं।—उन्नत विनिर्माण, सटीक चिकित्सा, एयरोस्पेस और अन्य क्षेत्रों में नई संभावनाओं का मार्ग प्रशस्त करना।