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लेज़र लाभ माध्यम क्या है?
लेजर गेन मीडियम एक ऐसी सामग्री है जो उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा प्रकाश को बढ़ाती है। जब माध्यम के परमाणु या अणु उच्च ऊर्जा स्तरों पर उत्तेजित होते हैं, तो वे कम ऊर्जा अवस्था में वापस लौटते समय एक विशेष तरंग दैर्ध्य के फोटॉन उत्सर्जित कर सकते हैं। यह प्रक्रिया माध्यम से गुजरने वाले प्रकाश को बढ़ाती है, जो लेजर संचालन के लिए मौलिक है।
[संबंधित ब्लॉग:लेज़र के प्रमुख घटक]
सामान्य लाभ माध्यम क्या है?
लाभ माध्यम में विविधता हो सकती है, जिसमें शामिल हैंगैसों, तरल पदार्थ (रंजक), एसएनएफ(दुर्लभ-पृथ्वी या संक्रमण धातु आयनों से युक्त क्रिस्टल या ग्लास) और अर्धचालक।ठोस अवस्था लेज़रउदाहरण के लिए, अक्सर एनडी: वाईएजी (नियोडिमियम-डोप्ड यिट्रियम एल्युमिनियम गार्नेट) जैसे क्रिस्टल या दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों से डोप किए गए ग्लास का उपयोग किया जाता है। डाई लेज़र सॉल्वैंट्स में घुले कार्बनिक रंगों का उपयोग करते हैं, और गैस लेज़र गैसों या गैस मिश्रणों का उपयोग करते हैं।
लेजर छड़ें (बाएं से दाएं): रूबी, एलेक्जेंड्राइट, एर:YAG, एनडी:YAG
लाभ माध्यम के रूप में Nd (नियोडिमियम), Er (एर्बियम), और Yb (यटरबियम) के बीच अंतर
मुख्य रूप से उनके उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य, ऊर्जा हस्तांतरण तंत्र और अनुप्रयोगों से संबंधित हैं, विशेष रूप से डोप्ड लेजर सामग्रियों के संदर्भ में।
उत्सर्जन तरंगदैर्घ्य:
- एर: एर्बियम आमतौर पर 1.55 µm पर उत्सर्जित होता है, जो आंखों के लिए सुरक्षित क्षेत्र में है और ऑप्टिकल फाइबर में कम हानि के कारण दूरसंचार अनुप्रयोगों के लिए अत्यधिक उपयोगी है (गोंग एट अल., 2016)।
- Yb: यटरबियम अक्सर 1.0 से 1.1 µm तक उत्सर्जित करता है, जो इसे उच्च-शक्ति वाले लेजर और एम्पलीफायरों सहित कई तरह के अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है। Yb को अक्सर Er के लिए एक संवेदी के रूप में उपयोग किया जाता है ताकि Yb से Er में ऊर्जा स्थानांतरित करके Er-डोप्ड उपकरणों की दक्षता बढ़ाई जा सके।
- एनडी: नियोडिमियम-डोप्ड सामग्री आम तौर पर लगभग 1.06 µm उत्सर्जित करती है। उदाहरण के लिए, एनडी: वाईएजी अपनी दक्षता के लिए प्रसिद्ध है और इसका व्यापक रूप से औद्योगिक और चिकित्सा लेज़र दोनों में उपयोग किया जाता है (वाई. चांग एट अल., 2009)।
ऊर्जा स्थानांतरण तंत्र:
- Er और Yb सह-डोपिंग: होस्ट माध्यम में Er और Yb का सह-डोपिंग 1.5-1.6 µm रेंज में उत्सर्जन को बढ़ाने के लिए फायदेमंद है। Yb पंप प्रकाश को अवशोषित करके और Er आयनों को ऊर्जा स्थानांतरित करके Er के लिए एक कुशल संवेदी के रूप में कार्य करता है, जिससे दूरसंचार बैंड में प्रवर्धित उत्सर्जन होता है। यह ऊर्जा हस्तांतरण Er-डोप्ड फाइबर एम्पलीफायरों (EDFA) (DK Vysokikh et al., 2023) के संचालन के लिए महत्वपूर्ण है।
- एनडी: एनडी को आमतौर पर एर-डोप्ड सिस्टम में वाईबी जैसे सेंसिटाइज़र की आवश्यकता नहीं होती है। एनडी की दक्षता पंप प्रकाश के सीधे अवशोषण और उसके बाद उत्सर्जन से प्राप्त होती है, जो इसे एक सीधा और कुशल लेजर लाभ माध्यम बनाती है।
अनुप्रयोग:
- एर:1.55 µm पर इसके उत्सर्जन के कारण इसका उपयोग मुख्य रूप से दूरसंचार में किया जाता है, जो सिलिका ऑप्टिकल फाइबर की न्यूनतम हानि विंडो के साथ मेल खाता है। लंबी दूरी के फाइबर ऑप्टिक संचार प्रणालियों में ऑप्टिकल एम्पलीफायरों और लेज़रों के लिए Er-doped लाभ माध्यम महत्वपूर्ण हैं।
- यब:इसकी अपेक्षाकृत सरल इलेक्ट्रॉनिक संरचना के कारण अक्सर उच्च-शक्ति अनुप्रयोगों में इसका उपयोग किया जाता है जो कुशल डायोड पंपिंग और उच्च शक्ति आउटपुट की अनुमति देता है। Yb-डोप्ड सामग्रियों का उपयोग Er-डोप्ड सिस्टम के प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए भी किया जाता है।
- राऔद्योगिक कटिंग और वेल्डिंग से लेकर मेडिकल लेज़र तक, कई तरह के अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त। एनडी:वाईएजी लेज़र विशेष रूप से अपनी दक्षता, शक्ति और बहुमुखी प्रतिभा के लिए मूल्यवान हैं।
हमने DPSS लेजर में लाभ माध्यम के रूप में Nd:YAG को क्यों चुना?
DPSS लेजर एक प्रकार का लेजर है जो सेमीकंडक्टर लेजर डायोड द्वारा पंप किए गए सॉलिड-स्टेट गेन मीडियम (जैसे Nd: YAG) का उपयोग करता है। यह तकनीक दृश्यमान-से-अवरक्त स्पेक्ट्रम में उच्च-गुणवत्ता वाली किरणें उत्पन्न करने में सक्षम कॉम्पैक्ट, कुशल लेजर की अनुमति देती है। विस्तृत लेख के लिए, आप DPSS लेजर तकनीक पर व्यापक समीक्षाओं के लिए प्रतिष्ठित वैज्ञानिक डेटाबेस या प्रकाशकों के माध्यम से खोज करने पर विचार कर सकते हैं।
[संबंधित उत्पाद :डायोड-पंप ठोस अवस्था लेजर]
एनडी:वाईएजी का उपयोग अक्सर अर्धचालक-पंप वाले लेजर मॉड्यूल में लाभ माध्यम के रूप में कई कारणों से किया जाता है, जैसा कि विभिन्न अध्ययनों द्वारा उजागर किया गया है:
1.उच्च दक्षता और बिजली उत्पादनडायोड साइड-पंप्ड एनडी:वाईएजी लेजर मॉड्यूल के डिजाइन और सिमुलेशन ने महत्वपूर्ण दक्षता का प्रदर्शन किया, जिसमें डायोड साइड-पंप्ड एनडी:वाईएजी लेजर ने 220 वॉट की अधिकतम औसत शक्ति प्रदान की, जबकि एक विस्तृत आवृत्ति रेंज में प्रति पल्स निरंतर ऊर्जा बनाए रखी। यह डायोड द्वारा पंप किए जाने पर एनडी:वाईएजी लेजर की उच्च दक्षता और उच्च शक्ति उत्पादन की क्षमता को इंगित करता है (लेरा एट अल., 2016)।
2. परिचालन लचीलापन और विश्वसनीयता: एनडी:वाईएजी सिरेमिक को विभिन्न तरंगदैर्घ्यों पर कुशलतापूर्वक संचालित करने के लिए दिखाया गया है, जिसमें आंखों के लिए सुरक्षित तरंगदैर्घ्य भी शामिल है, जिसमें उच्च ऑप्टिकल-टू-ऑप्टिकल दक्षता है। यह विभिन्न लेजर अनुप्रयोगों में लाभ माध्यम के रूप में एनडी:वाईएजी की बहुमुखी प्रतिभा और विश्वसनीयता को प्रदर्शित करता है (झांग एट अल., 2013)।
3.दीर्घायु और बीम गुणवत्ता: अत्यधिक कुशल, डायोड-पंप वाले, Nd:YAG लेजर पर शोध ने इसकी दीर्घायु और सुसंगत प्रदर्शन पर जोर दिया, जो टिकाऊ और विश्वसनीय लेजर स्रोतों की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए Nd:YAG की उपयुक्तता को दर्शाता है। अध्ययन ने ऑप्टिकल क्षति के बिना 4.8 x 10^9 शॉट्स से अधिक के साथ विस्तारित संचालन की सूचना दी, जिससे उत्कृष्ट बीम गुणवत्ता बनी रही (कोयल एट अल., 2004)।
4.अत्यधिक कुशल सतत-तरंग संचालन:अध्ययनों ने एनडी:वाईएजी लेजर के अत्यधिक कुशल निरंतर-तरंग (सीडब्ल्यू) संचालन को प्रदर्शित किया है, जो डायोड-पंप लेजर सिस्टम में लाभ माध्यम के रूप में उनकी प्रभावशीलता को उजागर करता है। इसमें उच्च ऑप्टिकल रूपांतरण दक्षता और ढलान दक्षता प्राप्त करना शामिल है, जो उच्च दक्षता वाले लेजर अनुप्रयोगों के लिए एनडी:वाईएजी की उपयुक्तता को और प्रमाणित करता है (झू एट अल., 2013)।
उच्च दक्षता, विद्युत उत्पादन, परिचालन लचीलापन, विश्वसनीयता, दीर्घायु और उत्कृष्ट बीम गुणवत्ता का संयोजन Nd:YAG को अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए अर्धचालक-पंप लेजर मॉड्यूल में एक पसंदीदा लाभ माध्यम बनाता है।
संदर्भ
चांग, वाई., सु, के., चांग, एच., और चेन, वाई. (2009)। 1525 एनएम पर कॉम्पैक्ट कुशल क्यू-स्विच्ड आई-सेफ लेजर जिसमें सेल्फ-रमन माध्यम के रूप में डबल-एंड डिफ्यूजन-बॉन्डेड एनडी: वाईवीओ4 क्रिस्टल है। ऑप्टिक्स एक्सप्रेस, 17(6), 4330-4335।
गोंग, जी., चेन, वाई., लिन, वाई., हुआंग, जे., गोंग, एक्स., लुओ, जेड., और हुआंग, वाई. (2016)। एक आशाजनक 155 µm लेजर गेन माध्यम के रूप में Er:Yb:KGd(PO3)_4 क्रिस्टल की वृद्धि और स्पेक्ट्रोस्कोपिक गुण। ऑप्टिकल मैटेरियल्स एक्सप्रेस, 6, 3518-3526।
विसोकिख, डी.के., बाजाकुत्सा, ए., डोरोफेन्को, ए.वी., और बुटोव, ओ. (2023)। फाइबर एम्पलीफायरों और लेजर के लिए एर/वाईबी गेन माध्यम का प्रयोग-आधारित मॉडल। जर्नल ऑफ द ऑप्टिकल सोसाइटी ऑफ अमेरिका बी.
लेरा, आर., वैले-ब्रोज़स, एफ., टोरेस-पीरो, एस., रुइज़-डी-ला-क्रूज़, ए., गैलान, एम., बेलिडो, पी., सेमेट्ज़, एम., बेनलोच, जे., और रोसो, एल. (2016)। डायोड साइड-पंप QCW Nd:YAG लेजर के लाभ प्रोफ़ाइल और प्रदर्शन का सिमुलेशन। एप्लाइड ऑप्टिक्स, 55(33), 9573-9576।
झांग, एच., चेन, एक्स., वांग, क्यू., झांग, एक्स., चांग, जे., गाओ, एल., शेन, एच., कांग, जेड., लियू, जेड., ताओ, एक्स., और ली, पी. (2013)। 1442.8 एनएम पर संचालित उच्च दक्षता एनडी: वाईएजी सिरेमिक नेत्र-सुरक्षित लेजर। ऑप्टिक्स लेटर्स, 38(16), 3075-3077।
कोयल, डी.बी., के, आर., स्टाइली, पी., और पोलिओस, डी. (2004)। अंतरिक्ष-आधारित वनस्पति स्थलाकृतिक अल्टीमेट्री के लिए कुशल, विश्वसनीय, लंबे समय तक चलने वाला, डायोड-पंप वाला एनडी:वाईएजी लेजर। एप्लाइड ऑप्टिक्स, 43(27), 5236-5242।
झू, एचवाई, जू, सीडब्ल्यू, झांग, जे., टैंग, डी., लुओ, डी., और डुआन, वाई. (2013)। 946 एनएम पर अत्यधिक कुशल निरंतर-तरंग एनडी: वाईएजी सिरेमिक लेजर। लेजर फिजिक्स लेटर्स, 10।
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विषयसूची:
- 1. लेज़र लाभ माध्यम क्या है?
- 2.सामान्य लाभ माध्यम क्या है?
- 3.nd, er, और yb के बीच अंतर
- 4.हमने लाभ माध्यम के रूप में Nd:Yag को क्यों चुना?
- 5.संदर्भ सूची (आगे पढ़ने के लिए)
क्या आपको लेजर समाधान में कुछ सहायता चाहिए?
पोस्ट करने का समय: मार्च-13-2024