லேசர்களின் உருவாக்கம்

லேசர்களின் உருவாக்கம்
1916-ல் ஐன்ஸ்டீன் தனது "தன்னிச்சையான மற்றும் தூண்டப்பட்ட உமிழ்வு" கோட்பாட்டின் மூலம் லேசர்களை உருவாக்கும் முறையை முன்மொழிந்தார். இந்தக் கோட்பாடு நவீன லேசர் அமைப்புகளின் இயற்பியல் அடிப்படையாக அமைகிறது. ஃபோட்டான்களுக்கும் அணுக்களுக்கும் இடையிலான இடைவினையானது, தூண்டப்பட்ட உள்ளீர்ப்பு, தன்னிச்சையான உமிழ்வு மற்றும் தூண்டப்பட்ட உமிழ்வு ஆகிய மூன்று நிலைமாற்ற செயல்முறைகளுக்கு வழிவகுக்கலாம். தூண்டப்பட்ட உமிழ்வானது நீடித்ததாகவும் நிலையானதாகவும் இருக்கும் வரை, லேசர்களைப் பெற முடியும். எனவே, லேசர்கள் எனப்படும் சிறப்பு சாதனங்கள் தயாரிக்கப்பட வேண்டும். ஒரு லேசரின் அமைப்பு பொதுவாக மூன்று முக்கிய பாகங்களைக் கொண்டுள்ளது: செயல்படும் பொருள், கிளர்ச்சி சாதனம் மற்றும் ஒளியியல் அதிர்வுறுப்பான்.

1. வேலை செய்யும் பொருள்

லேசரில் லேசர் ஒளியை உருவாக்கக்கூடிய பொருள், செயல்படும் பொருள் என்று அழைக்கப்படுகிறது. சாதாரண சூழ்நிலைகளில், ஒவ்வொரு ஆற்றல் மட்டத்திலும் உள்ள பொருளின் அணுக்களின் எண்ணிக்கை ஒரு இயல்நிலைப் பரவலாக இருக்கும். குறைந்த ஆற்றல் மட்டத்தில் உள்ள அணுக்களின் எண்ணிக்கை, உயர் ஆற்றல் மட்டத்தில் உள்ள அணுக்களின் எண்ணிக்கையை விட எப்போதும் அதிகமாக இருக்கும். எனவே, ஒளி உமிழும் பொருளின் இயல்நிலை வழியாக ஒளி செல்லும்போது, ​​ஒளியீர்ப்பு செயல்முறை மேலோங்கி, ஒளி எப்போதும் வலுவிழக்கிறது. ஒளி உமிழும் பொருள் வழியாகச் சென்ற பிறகு ஒளியை வலுப்படுத்தி, ஒளிப் பெருக்கத்தை அடைய, தூண்டப்பட்ட உமிழ்வை மேலோங்கச் செய்வது அவசியம். உயர் ஆற்றல் மட்டத்தில் உள்ள அணுக்களின் எண்ணிக்கையை, குறைந்த ஆற்றல் மட்டத்தில் உள்ள அணுக்களின் எண்ணிக்கையை விட அதிகமாக ஆக்குவதன் மூலம், இந்தப் பரவல் இயல்நிலைப் பரவலுக்கு எதிராக அமைகிறது, மேலும் இது துகள் எண் தலைகீழ் என அழைக்கப்படுகிறது.
2. தூண்டல் சாதனம்
கிளர்வு சாதனத்தின் செயல்பாடு, குறைந்த ஆற்றல் மட்டத்தில் உள்ள அணுக்களை உயர் ஆற்றல் மட்டத்திற்குக் கிளர்வுறச் செய்வதாகும். இது, செயல்படும் பொருளைத் துகள் எண் தலைகீழ் மாற்றத்தை அடையச் செய்கிறது. பொருளின் ஆற்றல் மட்டங்களில் அடித்தள நிலை, கிளர்வு நிலை மற்றும் ஒரு நிலைமாறா நிலை ஆகியவை அடங்கும். நிலைமாறா நிலை, அடித்தள நிலையை விடக் குறைவான நிலைத்தன்மை கொண்டது, ஆனால் கிளர்வு நிலையை விட மிகவும் அதிக நிலைத்தன்மை கொண்டது. ஒப்பீட்டளவில், அணுக்கள் நிலைமாறா நிலையில் நீண்ட காலத்திற்கு நிலைத்திருக்க முடியும். எடுத்துக்காட்டாக, ரூபியில் உள்ள குரோமியம் அயனிகள் (Cr3+), சுமார் 10-3 வினாடிகள் ஆயுட்காலம் கொண்ட ஒரு நிலைமாறா நிலையைக் கொண்டுள்ளன. செயல்படும் பொருள் கிளர்வுற்று, துகள் எண் தலைகீழ் மாற்றத்தை அடைந்த பிறகு, ஆரம்பத்தில், தன்னிச்சையான கதிர்வீச்சால் உமிழப்படும் ஃபோட்டான்களின் வெவ்வேறு பரவல் திசைகள் காரணமாக, தூண்டப்பட்ட கதிர்வீச்சு ஃபோட்டான்களும் வெவ்வேறு பரவல் திசைகளைக் கொண்டுள்ளன. இதனால், வெளியீடு மற்றும் உறிஞ்சுதலில் பல இழப்புகள் ஏற்படுகின்றன; நிலையான லேசர் வெளியீட்டை உருவாக்க முடியாது. தூண்டப்பட்ட கதிர்வீச்சு, செயல்படும் பொருளின் வரையறுக்கப்பட்ட கன அளவில் தொடர்ந்து நிலைத்திருக்க, ஒளியைத் தேர்ந்தெடுத்துப் பெருக்குவதற்கு ஒரு ஒளியியல் அதிர்வுறுப்பான் தேவைப்படுகிறது.
3. ஒளியியல் அதிர்வுமானி
இது, வேலை செய்யும் பொருளின் இரு முனைகளிலும், பிரதான அச்சுக்குச் செங்குத்தாகப் பொருத்தப்பட்ட, ஒன்றுக்கொன்று இணையாக உள்ள ஒரு ஜோடி பிரதிபலிக்கும் கண்ணாடிகள் ஆகும். ஒரு முனை முழுப் பிரதிபலிப்புக் கண்ணாடியாகவும் (100% பிரதிபலிப்பு வீதத்துடன்), மறுமுனை பகுதி ஒளிபுகும் மற்றும் பகுதி பிரதிபலிக்கும் கண்ணாடியாகவும் (90% முதல் 99% வரையிலான பிரதிபலிப்பு வீதத்துடன்) உள்ளது.
அதிர்வுறுப்பானின் செயல்பாடுகள்: ① ஒளிப் பெருக்கத்தை உருவாக்கிப் பராமரித்தல்; ② வெளியீட்டு ஒளியின் திசையைத் தேர்ந்தெடுத்தல்; ③ வெளியீட்டு ஒளியின் அலைநீளத்தைத் தேர்ந்தெடுத்தல். ஒரு குறிப்பிட்ட வேலைப் பொருளுக்கு, பல்வேறு காரணங்களால், உண்மையில் உமிழப்படும் ஒளியின் அலைநீளம் தனித்துவமானதாக இருப்பதில்லை, மேலும் அதன் நிறமாலை ஒரு குறிப்பிட்ட அகலத்தைக் கொண்டுள்ளது. அதிர்வுறுப்பான் அதிர்வெண் தேர்வுப் பங்கை ஆற்ற முடியும், இது லேசரின் ஒற்றை நிறத்தன்மையை மேம்படுத்துகிறது.