সলিড-স্টেট লেজার: অপারেশনের নীতি, প্রয়োগ

2024 লেখক: Howard Calhoun | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2023-12-17 10:20

এই নিবন্ধটি দেখায় যে একরঙা বিকিরণের উত্স কী এবং অন্যান্য ধরণের তুলনায় একটি সলিড-স্টেট লেজারের কী কী সুবিধা রয়েছে৷ এটি বলে যে কীভাবে সুসংগত বিকিরণের প্রজন্ম ঘটে, কেন স্পন্দিত যন্ত্রটি আরও শক্তিশালী, কেন খোদাই করা প্রয়োজন। এটি একটি লেজারের তিনটি অপরিহার্য উপাদান এবং এটি কীভাবে কাজ করে সে সম্পর্কেও আলোচনা করে৷

জোন তত্ত্ব

একটি লেজার (উদাহরণস্বরূপ, কঠিন অবস্থা) কীভাবে কাজ করে সে সম্পর্কে কথা বলার আগে, কিছু শারীরিক মডেল বিবেচনা করা উচিত। সবাই স্কুলের পাঠ থেকে মনে রাখে যে ইলেক্ট্রনগুলি নির্দিষ্ট কক্ষপথে বা শক্তির স্তরে পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের চারপাশে অবস্থিত। যদি আমাদের হাতে একটি পরমাণু নয়, অনেকগুলি থাকে, অর্থাৎ আমরা যেকোন ভলিউমেট্রিক বডি বিবেচনা করি, তাহলে একটি অসুবিধা দেখা দেয়।

পাওলি নীতি অনুসারে, একই শক্তির সাথে একটি নির্দিষ্ট শরীরে শুধুমাত্র একটি ইলেকট্রন থাকতে পারে। তদুপরি, বালির ক্ষুদ্রতম দানায়ও বিপুল সংখ্যক পরমাণু থাকে। এই ক্ষেত্রে, প্রকৃতি একটি খুব মার্জিত উপায় খুঁজে পেয়েছে - প্রতিটি শক্তিইলেক্ট্রন প্রতিবেশীর শক্তি থেকে খুব ছোট, প্রায় অভেদযোগ্য পরিমাণে আলাদা। এই ক্ষেত্রে, একই স্তরের সমস্ত ইলেকট্রন একটি শক্তি ব্যান্ডে "সংকুচিত" হয়। নিউক্লিয়াস থেকে সবচেয়ে দূরে ইলেকট্রন যে অঞ্চলে অবস্থিত তাকে ভ্যালেন্স জোন বলে। এটিকে অনুসরণ করা অঞ্চলে উচ্চ শক্তি রয়েছে। এতে ইলেকট্রন অবাধে চলাচল করে এবং একে পরিবাহী ব্যান্ড বলা হয়।

নিঃসরণ এবং শোষণ

যেকোন লেজার (সলিড-স্টেট, গ্যাস, রাসায়নিক) এক জোন থেকে অন্য অঞ্চলে ইলেকট্রন স্থানান্তরের নীতিতে কাজ করে। যদি আলো শরীরের উপর পড়ে, তাহলে ফোটন ইলেক্ট্রনকে যথেষ্ট শক্তি দেয় যাতে এটি উচ্চ শক্তির অবস্থায় থাকে। এবং তদ্বিপরীত: যখন একটি ইলেকট্রন পরিবাহী ব্যান্ড থেকে ভ্যালেন্স ব্যান্ডে যায়, তখন এটি একটি ফোটন নির্গত করে। যদি পদার্থটি একটি অর্ধপরিবাহী বা অস্তরক হয়, তাহলে ভ্যালেন্স এবং পরিবাহী ব্যান্ড একটি ব্যবধান দ্বারা পৃথক করা হয় যেখানে একটি একক স্তর নেই। তদনুসারে, ইলেকট্রন সেখানে থাকতে পারে না। এই ব্যবধানটিকে ব্যান্ড গ্যাপ বলা হয়। যদি ফোটনের পর্যাপ্ত শক্তি থাকে, তবে ইলেকট্রনগুলি এই ব্যবধানে লাফ দেয়।

প্রজন্ম

একটি সলিড-স্টেট লেজারের ক্রিয়াকলাপের নীতিটি এই সত্যটির উপর ভিত্তি করে যে একটি তথাকথিত বিপরীত স্তর একটি পদার্থের ব্যান্ড গ্যাপে তৈরি হয়। এই স্তরে একটি ইলেকট্রনের জীবনকাল এটি পরিবাহী ব্যান্ডে ব্যয় করা সময়ের চেয়ে দীর্ঘ। এইভাবে, একটি নির্দিষ্ট সময়ের মধ্যে, এটিতে ইলেকট্রনগুলি "জমা হয়"। একে বলা হয় বিপরীত জনসংখ্যা। বিন্দু বিন্দু যেমন একটি স্তর অতীত যখনইলেক্ট্রন, পছন্দসই তরঙ্গদৈর্ঘ্যের একটি ফোটন পাস করে, এটি একই দৈর্ঘ্য এবং ফেজের বিপুল সংখ্যক আলোক তরঙ্গের যুগপত প্রজন্মের কারণ হয়। অর্থাৎ, একটি তুষারপাতের ইলেকট্রনগুলি একই সাথে স্থল অবস্থায় চলে যায়, পর্যাপ্ত উচ্চ শক্তির একরঙা ফোটনের একটি মরীচি তৈরি করে। এটি লক্ষ করা উচিত যে প্রথম লেজারের বিকাশকারীদের প্রধান সমস্যাটি ছিল এমন পদার্থের সংমিশ্রণের অনুসন্ধান করা যার জন্য একটি স্তরের একটি বিপরীত জনসংখ্যা সম্ভব হবে। মিশ্রিত রুবি প্রথম কার্যকারী পদার্থ হয়ে ওঠে।

লেজার রচনা

সলিড-স্টেট লেজার এর প্রধান উপাদানগুলির পরিপ্রেক্ষিতে অন্যান্য ধরনের থেকে আলাদা নয়। কার্যকারী সংস্থা, যেখানে একটি স্তরের বিপরীত জনসংখ্যা বাহিত হয়, কিছু আলোক উত্স দ্বারা আলোকিত হয়। একে পাম্পিং বলে। প্রায়শই এটি একটি সাধারণ ভাস্বর বাতি বা গ্যাস স্রাব নল হতে পারে। কার্যকারী তরলের দুটি সমান্তরাল প্রান্ত (একটি কঠিন-স্থিতি লেজার মানে একটি স্ফটিক, একটি গ্যাস লেজার মানে একটি বিরল মাধ্যম) আয়নাগুলির একটি সিস্টেম বা একটি অপটিক্যাল অনুরণন তৈরি করে। এটি কেবলমাত্র সেই ফোটনগুলিকে একটি মরীচিতে সংগ্রহ করে যা আউটলেটের সমান্তরালে যায়। সলিড-স্টেট লেজারগুলি সাধারণত ফ্ল্যাশ ল্যাম্প দিয়ে পাম্প করা হয়৷

সলিড-স্টেট লেজারের প্রকার

লেজার রশ্মিটি যেভাবে বের হয় তার উপর নির্ভর করে, ক্রমাগত এবং স্পন্দিত লেজারগুলিকে আলাদা করা হয়। তাদের প্রতিটি অ্যাপ্লিকেশন খুঁজে পায় এবং তার নিজস্ব বৈশিষ্ট্য আছে। প্রধান পার্থক্য হল যে স্পন্দিত সলিড-স্টেট লেজারগুলির একটি উচ্চ শক্তি রয়েছে। কারণ প্রতিটি শটের জন্যফোটনগুলি "জমে" বলে মনে হয়, তাহলে একটি পালস একই সময়ের মধ্যে অবিচ্ছিন্ন উত্পাদনের চেয়ে বেশি শক্তি সরবরাহ করতে সক্ষম। সংক্ষিপ্ত আবেগ স্থায়ী হয়, আরো শক্তিশালী প্রতিটি "শট"। এই মুহুর্তে, প্রযুক্তিগতভাবে একটি ফেমটোসেকেন্ড লেজার তৈরি করা সম্ভব। এর একটি আবেগ প্রায় 10-15 সেকেন্ড স্থায়ী হয়। এই নির্ভরতা এই সত্যের সাথে যুক্ত যে উপরে বর্ণিত জনসংখ্যার প্রক্রিয়াগুলি খুব, খুব কম স্থায়ী হয়। লেজারের "শুট" হওয়ার আগে অপেক্ষা করতে যত বেশি সময় লাগে, তত বেশি ইলেকট্রনের বিপরীত স্তর ছেড়ে যাওয়ার সময় থাকে। তদনুসারে, ফোটনের ঘনত্ব এবং আউটপুট বিমের শক্তি হ্রাস পায়।

লেজার খোদাই

ধাতু এবং কাচের জিনিসগুলির পৃষ্ঠের নিদর্শনগুলি একজন ব্যক্তির দৈনন্দিন জীবনকে শোভিত করে। এগুলি যান্ত্রিকভাবে, রাসায়নিকভাবে বা লেজার দিয়ে প্রয়োগ করা যেতে পারে। শেষ পদ্ধতিটি সবচেয়ে আধুনিক। অন্যান্য পদ্ধতির তুলনায় এর সুবিধাগুলি নিম্নরূপ। যেহেতু চিকিত্সা করার জন্য পৃষ্ঠের উপর কোনও সরাসরি প্রভাব নেই, তাই একটি প্যাটার্ন বা শিলালিপি প্রয়োগ করার প্রক্রিয়াতে কোনও জিনিসের ক্ষতি করা প্রায় অসম্ভব। লেজার রশ্মিটি খুব অগভীর খাঁজগুলি পুড়িয়ে দেয়: এই জাতীয় খোদাই সহ পৃষ্ঠটি মসৃণ থাকে, যার অর্থ জিনিসটি ক্ষতিগ্রস্থ হয় না এবং দীর্ঘস্থায়ী হয়। ধাতুর ক্ষেত্রে, লেজার রশ্মি পদার্থের খুব গঠন পরিবর্তন করে এবং শিলালিপিটি বহু বছর ধরে মুছে ফেলা হবে না। যদি কোনও জিনিস সাবধানে ব্যবহার করা হয়, অ্যাসিডে নিমজ্জিত না হয় এবং বিকৃত না হয়, তবে কয়েক প্রজন্মের জন্য এটির প্যাটার্নটি অবশ্যই সংরক্ষণ করা হবে। দুটি কারণে খোদাই করার জন্য একটি সলিড-স্টেট পালসড লেজার বেছে নেওয়া ভাল: সলিড-স্টেট প্রসেসগাড়ি চালানো সহজ, এবং শক্তি এবং দামের দিক থেকে এটি সর্বোত্তম৷

ইনস্টলেশন

খোদাই করার জন্য বিশেষ সেটিংস আছে। লেজার নিজেই ছাড়াও, তারা যান্ত্রিক গাইড নিয়ে গঠিত যার সাথে লেজার চলে যায় এবং নিয়ন্ত্রণ সরঞ্জাম (কম্পিউটার)। লেজার মেশিন মানুষের কার্যকলাপের অনেক শাখায় ব্যবহৃত হয়। উপরে, আমরা গৃহস্থালী আইটেম সাজানোর বিষয়ে কথা বলেছি। ব্যক্তিগত কাটলারি, লাইটার, চশমা, ঘড়ি দীর্ঘ সময়ের জন্য পরিবারে থাকবে এবং আপনাকে আনন্দের মুহূর্তগুলি মনে করিয়ে দেবে।

তবে, শুধু গৃহস্থালি নয়, শিল্প সামগ্রীরও লেজার খোদাই প্রয়োজন। বড় কারখানা, যেমন অটোমোবাইল, বিপুল পরিমাণে যন্ত্রাংশ উত্পাদন করে: কয়েক হাজার বা লক্ষ লক্ষ। এই জাতীয় প্রতিটি উপাদান চিহ্নিত করা উচিত - কখন এবং কে এটি তৈরি করেছে। লেজার খোদাইয়ের চেয়ে ভাল উপায় আর নেই: সংখ্যা, উত্পাদন সময়, পরিষেবা জীবন এমনকি চলমান অংশগুলিতেও দীর্ঘ সময়ের জন্য থাকবে, যার জন্য ঘর্ষণ হওয়ার ঝুঁকি রয়েছে। এই ক্ষেত্রে লেজার মেশিন বর্ধিত শক্তি, সেইসাথে নিরাপত্তা দ্বারা আলাদা করা উচিত। সর্বোপরি, খোদাই যদি একটি ধাতব অংশের সম্পত্তি এমনকি শতাংশের একটি ভগ্নাংশ দ্বারাও পরিবর্তন করে, তবে এটি বাহ্যিক প্রভাবগুলিতে ভিন্নভাবে প্রতিক্রিয়া দেখাতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, যেখানে শিলালিপি প্রয়োগ করা হয় সেখানে বিরতি। যাইহোক, গার্হস্থ্য ব্যবহারের জন্য, একটি সহজ এবং সস্তা ইনস্টলেশন উপযুক্ত৷