आयन लेजर: Difference between revisions

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Latest revision as of 22:12, 10 October 2023

एलाइनमेंट रिग (बाएं) पर 1 मेगावाट यूनिफेज हीलियम-नियॉन लेजर और विद्युत आपूर्ति (दाएं) के साथ 2 डब्ल्यू लेक्सेल 88 आर्गन-आयन लेजर (केंद्र)। पीछे की ओर जल-शीतलन करने के लिए नली हैं।

आयन लेज़र एक गैस लेजर है जो की अपने लेज़िंग माध्यम के रूप में आयनित गैस का उपयोग करता है।[1] अन्य गैस लेज़रों की तरह, आयन लेज़रों में एक सीलबंद गुहा होती है जिसमें लेज़र माध्यम और दर्पण होते हैं जो फैब्री-पेरोट रेज़ोनेटर बनाते हैं। इस प्रकार से हीलियम-नियॉन लेज़रों के विपरीत, लेज़र क्रिया में योगदान देने वाले ऊर्जा स्तर परिवर्तन आयनों से आते हैं। और आयन लेज़रों में उपयोग किए जाने वाले आयनिक संक्रमणों को उत्तेजित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा की उच्च मात्रा के कारण, आवश्यक धारा बहुत अधिक होती है, और परिणामस्वरूप अधिक छोटे आयन लेज़रों को छोड़कर लगभग सभी जल-शीतलन होते हैं। इस प्रकार से छोटा एयर-कूल्ड आयन लेजर, उदाहरण के लिए, लगभग 10 एम्पेयर के ट्यूब विधुत और 105 वोल्ट के वोल्टेज के साथ 130 मिलीवाट आउटपुट लाइट का उत्पादन कर सकता है। चूँकि एक एम्पीयर गुणा एक वोल्ट एक वाट होता है, यह लगभग एक किलोवाट का विद्युत ऊर्जा इनपुट है। विद्युत इनपुट से 130 मेगावाट के (वांछनीय) प्रकाश उत्पादन को घटाने पर, लगभग एक किलोवाट की बड़ी मात्रा में अपशिष्ट ताप निकलता है। इसे शीतलन प्रणाली द्वारा नष्ट किया जाना चाहिए। दूसरे शब्दों में, विद्युत दक्षता अधिक कम है।

प्रकार

क्रीप्टोण लेजर

इस प्रकार से क्रिप्टन लेजर एक आयन लेजर है जो की उत्कृष्ट गैस क्रिप्टन के आयनों को अपने लाभ माध्यम के रूप में उपयोग करता है। लेजर पम्पिंग विद्युत निर्वहन द्वारा की जाती है। क्रिप्टन लेजर का व्यापक रूप से वैज्ञानिक अनुसंधान में उपयोग किया जाता है, और व्यावसायिक उपयोग में, जब क्रिप्टन को आर्गन के साथ मिलाया जाता है, तो यह एक स्वेत-प्रकाश लेजर बनाता है, जो की लेजर लाइट शो के लिए उपयोगी होता है। अतः क्रिप्टन लेजर का उपयोग चिकित्सा में भी किया जाता है (उदाहरण के लिए रेटिना के संकुलन के लिए), सुरक्षा होलोग्राम के निर्माण के लिए, और अनेक अन्य उद्देश्यों के लिए किया जाता है।

अतः क्रिप्टन लेजर अनेक भिन्न-भिन्न तरंग दैर्ध्य के समीप दृश्य प्रकाश उत्सर्जित कर सकते हैं, सामान्यतः 406.7 एनएम, 413.1 एनएम, 415.4 एनएम, 468.0 एनएम, 476.2 एनएम, 482.5 एनएम, 520.8 एनएम, 530.9 एनएम, 568.2 एनएम, 647.1 एनएम, और 6 76.4 एनएम.

आर्गन लेज़र

यह आर्गन-आयन लेजर 488 और 514 एनएम पर नीली-हरी प्रकाश उत्सर्जित करता है

इस प्रकार से आर्गन-आयन लेजर का आविष्कार 1964 में ह्यूजेस एयरक्राफ्ट कंपनी में विलियम ब्रिजेस द्वारा किया गया था[2] और यह आयन लेजर के वर्ग में से एक है जो सक्रिय माध्यम के रूप में उत्कृष्ट गैस का उपयोग करता है।

इस प्रकार से आर्गन-आयन लेजर का उपयोग रेटिना फोटोथेरेपी (मधुमेह के उपचार के लिए), लिथोग्राफी और अन्य लेजर के लेजर पंपिंग के लिए किया जाता है। और आर्गन-आयन लेजर दृश्य और पराबैंगनी स्पेक्ट्रा के माध्यम से 13 तरंग दैर्ध्य पर उत्सर्जित होते हैं, जिनमें सम्मिलित हैं: 351.1 एनएम, 363.8 एनएम, 454.6 एनएम, 457.9 एनएम, 465.8 एनएम, 476.5 एनएम, 488.0 एनएम, 496.5 एनएम, 501.7 एनएम, 514। 5 एनएम, 528.7 एनएम, और 1092.3 एनएम.[3] चूंकि, सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली तरंग दैर्ध्य दृश्यमान स्पेक्ट्रम के नीले-हरे क्षेत्र में हैं। इन तरंग दैर्ध्य में जल के नीचे संचार में उपयोग की संभावना है क्योंकि तरंग दैर्ध्य की इस सीमा में समुद्री जल अधिक पारदर्शी होती है।


अनेक रंगों (तरंग दैर्ध्य) से युक्त आर्गन-लेजर किरण सिलिकॉन विवर्तन दर्पण कर्कश से टकराती है और अनेक किरणों में विभाजित हो जाती है, प्रत्येक तरंग दैर्ध्य के लिए (बाएं से दाएं): 458 एनएम, 476 एनएम, 488 एनएम, 497 एनएम, 502 एनएम, और 515 एनएम

किन्तु सामान्य आर्गन और क्रिप्टन लेजर अनेक मिलीवाट से दसियों वाट तक निरंतर-तरंग (सीडब्ल्यू) आउटपुट उत्सर्जित करने में सक्षम हैं। इसलिए उनकी ट्यूब सामान्यतः निकेल एंड बेल्स, पत्रिका मेटल-टू-सेरेमिक सील्स, बेरिलियम ऑक्साइड सिरेमिक्स, या सिरेमिक लाइनर में कॉपर हीट स्प्रेडर पर लगे टंगस्टन डिस्क से बनाई जाती हैं। प्रारंभिक ट्यूब साधारण क्वार्ट्ज, उसके पश्चात ग्रेफाइट डिस्क के साथ क्वार्ट्ज आए थे। इस प्रकार से हीलियम-नियॉन लेजर की तुलना में, जिसके लिए केवल कुछ मिलीमीटर इनपुट विधुत की आवश्यकता होती है, और आर्गन लेजर को पंप करने के लिए उपयोग किया जाने वाला विधुत अनेक एम्पीयर होता है, क्योंकि गैस को आयनित करना पड़ता है। इस प्रकार से आयन लेज़र ट्यूब बहुत अधिक अपशिष्ट ऊष्मा उत्पन्न करती है, और ऐसे लेज़रों को सक्रिय शीतलन की आवश्यकता होती है।

चूंकि विशिष्ट नोबल-गैस आयन-लेजर प्लाज्मा में एक चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति में नोबल गैस में उच्च-वर्तमान-घनत्व प्रकाश निर्वहन होता है। जिससे विशिष्ट सतत-तरंग प्लाज्मा स्थितियां 100 से 2000 ए/सेमी2 की वर्तमान घनत्व हैं, 1.0 से 10 मिमी का ट्यूब व्यास, 0.1 से 1.0 टोर (0.0019 से 0.019 पीएसआई) का पूरण का दबाव, और 1000 गॉस के क्रम का एक अक्षीय चुंबकीय क्षेत्र हैं।[4]

इस प्रकार से विलियम आर. बेनेट, जूनियर विलियम आर. बेनेट, पहले गैस लेजर (हीलियम-नियॉन लेजर) के सह-आविष्कारक, गैस लेजर में वर्णक्रमीय छिद्र प्रज्वलित के प्रभावों का निरीक्षण करने वाले पहले व्यक्ति थे, और उन्होंने लेजर दोलन में "छिद्र प्रज्वलित" के प्रभाव का सिद्धांत बनाया था। वह प्रत्येक उत्कृष्ट गैसों में इलेक्ट्रॉन-प्रभाव उत्तेजना, नियॉन-ऑक्सीजन लेजर (पहला रासायनिक लेजर) में विघटनकारी उत्तेजना हस्तांतरण और अनेक धातु-वाष्प लेजर में टकराव उत्तेजना का उपयोग करके लेजर के सह-खोजकर्ता थे।

अन्य व्यावसायिक रूप से उपलब्ध प्रकार

  • Ar/Kr: आर्गन और क्रिप्टन के मिश्रण से आउटपुट तरंग दैर्ध्य वाला एक लेजर बन सकता है जो की स्वेत प्रकाश के रूप में दिखाई देता है।
  • हीलियम-कैडमियम: 442 एनएम पर नीला लेजर उत्सर्जन और 325 एनएम पर पराबैंगनी उत्सर्जन।
  • कॉपर वाष्प: 578 एनएम और 510 एनएम पर पीला और हरा उत्सर्जन।

प्रयोगात्मक

अनुप्रयोग

यह भी देखें

  • लेज़र
  • लेजर प्रकारों की सूची
  • प्लाज्मा (भौतिकी) लेखों की सूची

संदर्भ

  1. ↑ IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version: (2006–) "ion laser". doi:10.1351/goldbook.I03219
  2. ↑ W. B. Bridges, "LASER OSCILLATION IN SINGLY IONIZED ARGON IN THE VISIBLE SPECTRUM", Appl. Phys. Lett. 4, 128–130 (1964).
  3. ↑ "Lexel Laser is under construction".
  4. ↑ Bridges, Halstead et al., Proceedings of the IEEE, 59 (5). pp. 724–739.
  5. ↑ Hoffman Toschek, et al., "The Pulsed Xenon Ion Laser: Covers the UV, visible, and near-IR with optics changes", IEEE Journal of Quantum Electronics
  6. ↑ Hattori, Kano, Tokutome and Collins, "CW Iodine Ion Laser in a Positive Column Discharge", IEEE Journal of Quantum Electronics, June 1974
  7. ↑ Cold Cathode Pulsed Gas Laser" by R. K. Lomnes and J. C. W. Taylor in: Review of Scientific Instruments, vol 42, no. 6, June, 1971.
  8. ↑ F. J. Duarte and L. W. Hillman (Eds.), Dye Laser Principles (Academic, New York, 1990) Chapters 3 and 5
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