திட நிலை லேசர்களின் “ஆன்மாவை” அறிமுகப்படுத்துகிறோம்

திட நிலை லேசர்களின் “ஆன்மாவை” அறிமுகப்படுத்துகிறோம்

பிரதான நீரோட்டம்திட நிலை லேசர்பொருட்கள்

எந்தவொரு லேசரின் மையமும் லேசர் செயல்படும் பொருளாகும், மேலும் ஒரு திட-நிலை செயல்படும் பொருளும்லேசர்அடிப்படையில் திடப்பொருளாகும். பெரும்பாலான திடநிலை லேசர் ஊடகங்கள், படிக அணிகள் மற்றும் லேசர் செயல்பாடு கொண்ட கலப்பு அணுக்கள் அல்லது அயனிகளால் ஆனவை, அதேசமயம் படிகமற்ற (கண்ணாடி) அணிகள் ஒப்பீட்டளவில் அரிதானவை. பீங்கான் தயாரிப்புத் தொழில்நுட்பத்தில் ஏற்பட்டுள்ள சமீபத்திய வளர்ச்சியானது, படிகப் பொருட்களை விட மிகப் பெரிய அளவில் உருவாக்கக்கூடிய, குறைந்த விலை மற்றும் உயர் தரம் வாய்ந்த லேசர் பொருட்களின் பயன்பாட்டு வரம்பை கணிசமாக விரிவுபடுத்தும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் திட நிலை லேசர் பொருட்களின் மையப்பகுதி

ரூபி: இதன் வேதியியல் அமைப்பு குரோமியம் கலந்த அலுமினியம் ஆக்சைடு (Cr:Al₂O₃) ஆகும். செயற்கை ரூபிக்கள், இரத்தினத் தர ரூபிக்களைப் போன்ற வேதியியல் அமைப்பைக் கொண்டிருந்தாலும், அவை அதிக தூய்மையும் தரமும் கொண்டவை. அவை இளஞ்சிவப்பு நிறத்தில் தோன்றுவதோடு, 694.3 நானோமீட்டர் லேசர் அலைநீளத்தையும் கொண்டுள்ளன.

2. நியோடைமியம் கலந்த இட்ரியம் அலுமினியம் கார்னெட் (Nd:YAG): இது ஒரு செயற்கைப் படிகம். 1064 நானோமீட்டர் லேசர் அலைநீளத்தைக் கொண்ட இது, அண்மை அகச்சிவப்பு ஒளி வகையைச் சேர்ந்தது. மேலும் இது முற்றிலும் கண்ணுக்குப் புலப்படாதது மற்றும் கண்களுக்குப் பாதுகாப்பற்றது. ரூபியை விடப் பன்மடங்கு அதிகமாக, Nd:YAG தற்போது மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் திடநிலை லேசர் பொருளாகும். இதன் லேசர் வரம்பு குறைவாக இருப்பதும், அதே உள்ளீட்டு ஆற்றலில் அதிக வெளியீட்டு ஆற்றலை அடைய முடிவதுமே இதற்கான முக்கியக் காரணமாகும்.

3. நியோடைமியம் கலந்த இட்ரியம் வனேடேட் (Nd:YVO₄) பொதுவாக "வனேடேட்" என்று குறிப்பிடப்படும் இது, அதன் பெரிய தூண்டப்பட்ட உமிழ்வு குறுக்குவெட்டு, குறைந்த லேசர் வரம்பு மற்றும் முனைவாக்கப்பட்ட வெளியீட்டுப் பண்புகள் காரணமாக, குறைந்த மற்றும் நடுத்தர சக்தி (பல வாட்கள் வரை) கொண்ட டையோடு-பம்ப்டு திட-நிலை லேசர்களுக்கு விரும்பப்படும் பொருளாக மாறியுள்ளது. இதன் இயக்க அலைநீளங்கள் 1064 நானோமீட்டர் மற்றும் 1340 நானோமீட்டர் ஆகும், மேலும் அதிர்வெண்ணை இரட்டிப்பாக்கிய பிறகு, இது 532 நானோமீட்டர் மற்றும் 670 நானோமீட்டர் அலைநீளங்களைக் கொண்ட லேசர்களை வெளியிட முடியும்.

4. நியோடைமியம் கலந்த கண்ணாடி (Nd:Glass): படிகமற்ற கண்ணாடியை மூலக்கூறாகப் பயன்படுத்துவதால், இதன் லேசர் பண்புகள் Nd:YAG-ஐப் போலவே உள்ளன. இதன் முக்கிய குறைபாடு என்னவென்றால், இதன் வெப்பக் கடத்துத்திறன் ஒப்பீட்டளவில் குறைவாக, ஒரு படிகத்தின் வெப்பக் கடத்துத்திறனில் பத்தில் ஒரு பங்காக மட்டுமே உள்ளது. இதனால், அதிக சக்தி தேவைப்படும் பயன்பாடுகளில் இதைக் குளிர்விப்பது கடினமாகிறது. இருப்பினும், இதன் நன்மை என்னவென்றால், இதை ஒரு அடிக்கும் அதிகமான விட்டம் கொண்ட லேசர் ஊடகமாக உருவாக்க முடியும். இதன் மூலம் ஆற்றல் அடர்த்தியைத் திறம்படக் கட்டுப்படுத்தி, கிலோஜூல் அளவில் ஒளியியல் கூறுகளுக்கு ஏற்படும் சேதத்தைத் தவிர்க்கலாம்.துடிப்புள்ள லேசர்மேலும், ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த செலவைக் கொண்டிருப்பது.

மற்ற முக்கியமான திட-நிலை லேசர் பொருட்கள், எர்பியம் கலந்த பொருட்கள்: எர்பியம் கலந்த இட்ரியம் அலுமினியம் கார்னெட் (Er:YAG, வெளியீட்டு அலைநீளம் 2940 நானோமீட்டர்கள்) மற்றும் எர்பியம் கலந்த கண்ணாடி (Er:Glass, வெளியீட்டு அலைநீளம் 1540 நானோமீட்டர்கள்) ஆகியவை இதில் அடங்கும். ஹோல்மியம் கலந்த பொருட்கள்: ஹோல்மியம் கலந்த இட்ரியம் அலுமினியம் கார்னெட் (Ho:YAG), ஹோல்மியம் கலந்த லித்தியம் இட்ரியம் ஃபுளோரைடு (Ho:YLF) மற்றும் ஹோல்மியம் கலந்த கண்ணாடி (Ho:glass, வெளியீட்டு அலைநீளம் 2000 முதல் 2100 நானோமீட்டர்கள்) ஆகியவை இதில் அடங்கும். துலியம் கலக்கப்பட்ட பொருட்கள்: துலியம் கலக்கப்பட்ட இட்ரியம் அலுமினியம் கார்னெட் (Tm:YAG), துலியம் கலக்கப்பட்ட லுடீசியம் அலுமினியம் கார்னெட் (Tm:LuAG), மற்றும் துலியம்-ஹோல்மியம் இணை-கலப்பு செய்யப்பட்ட லித்தியம் இட்ரியம் ஃபுளோரைடு (Tm,Ho:YLF, வெளியீட்டு அலைநீளம் 2000 முதல் 2030 நானோமீட்டர்கள்) ஆகியவை அடங்கும். இட்டர்பியம் கலக்கப்பட்ட பொருட்கள்: இட்டர்பியம் கலக்கப்பட்ட பொட்டாசியம் கடோலினியம் டங்ஸ்டேட் (Yb:KGW, வெளியீட்டு அலைநீளம் 1025 முதல் 1045 நானோமீட்டர்கள்) போன்றவை. அலெக்ஸாந்திரைட் (வெளியீட்டு அலைநீளம் 655 முதல் 815 நானோமீட்டர்கள்). டைட்டானியம் கலக்கப்பட்ட சபையர் (Ti:Sapphire, வெளியீட்டு அலைநீளம் 840 முதல் 1100 நானோமீட்டர்கள்).