सॉलिड-स्टेट लेजर: Difference between revisions

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{{Short description|Laser which uses a solid gain medium}}
{{Short description|Laser which uses a solid gain medium}}


[[File:Laser rods 13.jpg|thumb|upright=1.3|लेज़र रॉड्स (बाएँ से दाएँ): [[रूबी लेजर]], [[ alexandrite ]], Er:YAG लेज़र|Er:YAG, Nd:YAG लेज़र|Nd:YAG]]घन अवस्था लेसर   है जो  सक्रिय लेज़र माध्यम का उपयोग करता है जो रंजक लेज़रों की तरह [[तरल]] या [[[[गैस]] लेजर]] की तरह गैस के बजाय  [[ठोस]] होता है।<ref name=SAE>{{Cite web |first=Jörg |last=Heller |publisher=SAE Media Group  |title=सॉलिड-स्टेट लेजर पर एक प्राइमर|url=https://www.techbriefs.com/component/content/article/tb/supplements/pit/features/articles/45327 |access-date=2022-08-07 |website=www.techbriefs.com |date=1 March 2022 |language=en}}</ref> [[सेमीकंडक्टर|अर्ध-संचालक]]-आधारित लेज़र भी ठोस अवस्था में होते हैं, लेकिन सामान्य रूप से ठोस-अवस्था वाले लेज़रों से अलग वर्ग के रूप में माने जाते हैं, जिन्हें [[लेज़र डायोड]] कहा जाता है।
[[File:Laser rods 13.jpg|thumb|upright=1.3|नियोडिमियम-उन्मादित येट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट]]'''''ठोस अवस्था लेसर''''' एक ऐसा लेसर है जो रंजक लेज़रों की तरह [[तरल]] या [[गैस]] लेजर की तरह गैस के अतिरिक्त एक ठोस माध्यम का उपयोग करता है।<ref name=SAE>{{Cite web |first=Jörg |last=Heller |publisher=SAE Media Group  |title=सॉलिड-स्टेट लेजर पर एक प्राइमर|url=https://www.techbriefs.com/component/content/article/tb/supplements/pit/features/articles/45327 |access-date=2022-08-07 |website=www.techbriefs.com |date=1 March 2022 |language=en}}</ref> [[सेमीकंडक्टर|अर्ध-संचालक]]-आधारित लेज़र भी ठोस अवस्था में होते हैं, लेकिन सामान्य रूप से ठोस-अवस्था वाले लेज़रों से अलग वर्ग के रूप में माने जाते हैं, जिन्हें [[लेज़र डायोड]] कहा जाता है।


== ठोस अवस्था मीडिया ==
== ठोस अवस्था माध्यम ==
{{further|List of laser types#Solid-state lasers}}
{{further| लेज़र प्रकार की सूची § ठोस अवस्था लेसर}}
सामान्य रूप से,  ठोस-अवस्था वाले लेजर के सक्रिय माध्यम में  [[ काँच ]] या [[क्रिस्टल]]ीय होस्ट सामग्री होती है, जिसमें [[Neodymium]], [[क्रोमियम]], [[एर्बियम]] जैसे डोपेंट को जोड़ा जाता है।<ref name="osapublishing.org">{{cite journal | last1 = Singh | first1 = G. | last2 = Purnawirman | last3 = Bradley | first3 = J. D. B. | last4 = Li | first4 = N. | last5 = Magden | first5 = E. S. | last6 = Moresco | first6 = M. | last7 = Adam | first7 = T. N. | last8 = Leake | first8 = G. | last9 = Coolbaugh | first9 = D. | last10 = Watts | first10 = M. R. | year = 2016 | title = वितरित ब्रैग परावर्तक गुहाओं का उपयोग करते हुए गुंजयमान पंप एर्बियम-डोप्ड वेवगाइड लेजर| journal = Optics Letters | volume = 41 | issue = 6| pages = 1189–1192 | bibcode = 2016OptL...41.1189S | doi = 10.1364/OL.41.001189 | pmid = 26977666 | doi-access = free }}</ref> [[टपक]]<ref name="osapublishing.org2">{{cite journal | last1 = Su | first1 = Z. | last2 = Li | first2 = N. | last3 = Magden | first3 = E. S. | last4 = Byrd | first4 = M. | last5 = Purnawirman | last6 = Adam | first6 = T. N. | last7 = Leake | first7 = G. | last8 = Coolbaugh | first8 = D. | last9 = Bradley | first9 = J. D. | last10 = Watts | first10 = M. R. | year = 2016 | title = अल्ट्रा-कॉम्पैक्ट और लो-थ्रेशोल्ड थ्यूलियम माइक्रोकैविटी लेसर अखंड रूप से सिलिकॉन पर एकीकृत| journal = Optics Letters | volume = 41 | issue = 24| pages = 5708–5711 | bibcode = 2016OptL...41.5708S | doi = 10.1364/OL.41.005708 | pmid = 27973495 | doi-access = free }}</ref> या [[ytterbium]]<ref name="osapublishing.org3">Z. Su, J. D. Bradley, N. Li, E. S. Magden, Purnawirman, D. Coleman, N. Fahrenkopf, C. Baiocco, T. Adam, G. Leake, D. Coolbaugh, D. Vermeulen, and M. R. Watts (2016) [https://www.osapublishing.org/abstract.cfm?uri=IPRSN-2016-IW1A.3 "Ultra-Compact CMOS-Compatible Ytterbium Microlaser"], ''Integrated Photonics Research, Silicon and Nanophotonics 2016'', IW1A.3.</ref> कई सामान्य डोपेंट [[दुर्लभ-पृथ्वी तत्व]] हैं, क्योंकि ऐसे आयनों की उत्तेजित अवस्थाएं उनके क्रिस्टल लैटिस ([[फोनन]]) के थर्मल कंपन के साथ दृढ़ता से युग्मित नहीं होती हैं, और [[लेजर पंपिंग]] की अपेक्षाकृत कम तीव्रता पर उनकी लेज़िंग सीमा तक पहुंचा जा सकता है।


कई सैकड़ों ठोस अवस्था मीडिया हैं जिनमें लेज़र क्रिया प्राप्त की गई है, लेकिन अपेक्षाकृत कुछ प्रकार व्यापक रूप से उपयोग में हैं। इनमें से, शायद सबसे आम एनडी: वाईएजी लेजर | नियोडिमियम-डोप्ड येट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट (एनडी: वाईएजी) है। नियोडिमियम-डोप्ड ग्लास (एनडी: ग्लास) और येटेरबियम-डोप्ड ग्लास या सिरेमिक का उपयोग बहुत उच्च शक्ति स्तर ([[ अनुरक्षित ]]) और उच्च ऊर्जा ([[मेगाजूल]]) पर किया जाता है, मल्टीपल-बीम [[जड़त्वीय बंधन संलयन]] के लिए।
सामान्य रूप से, ठोस-अवस्था वाले लेजर के सक्रिय माध्यम में  कांच या क्रिस्टलीय "होस्ट" पदार्थ होता है, जिसमें नियोडिमियम, क्रोमियम, एर्बियम, थ्यूलियम<ref name="osapublishing.org">{{cite journal | last1 = Singh | first1 = G. | last2 = Purnawirman | last3 = Bradley | first3 = J. D. B. | last4 = Li | first4 = N. | last5 = Magden | first5 = E. S. | last6 = Moresco | first6 = M. | last7 = Adam | first7 = T. N. | last8 = Leake | first8 = G. | last9 = Coolbaugh | first9 = D. | last10 = Watts | first10 = M. R. | year = 2016 | title = वितरित ब्रैग परावर्तक गुहाओं का उपयोग करते हुए गुंजयमान पंप एर्बियम-डोप्ड वेवगाइड लेजर| journal = Optics Letters | volume = 41 | issue = 6| pages = 1189–1192 | bibcode = 2016OptL...41.1189S | doi = 10.1364/OL.41.001189 | pmid = 26977666 | doi-access = free }}</ref> या येटरबियम<ref name="osapublishing.org2">{{cite journal | last1 = Su | first1 = Z. | last2 = Li | first2 = N. | last3 = Magden | first3 = E. S. | last4 = Byrd | first4 = M. | last5 = Purnawirman | last6 = Adam | first6 = T. N. | last7 = Leake | first7 = G. | last8 = Coolbaugh | first8 = D. | last9 = Bradley | first9 = J. D. | last10 = Watts | first10 = M. R. | year = 2016 | title = अल्ट्रा-कॉम्पैक्ट और लो-थ्रेशोल्ड थ्यूलियम माइक्रोकैविटी लेसर अखंड रूप से सिलिकॉन पर एकीकृत| journal = Optics Letters | volume = 41 | issue = 24| pages = 5708–5711 | bibcode = 2016OptL...41.5708S | doi = 10.1364/OL.41.005708 | pmid = 27973495 | doi-access = free }}</ref> जैसे "मादक पदार्थ" को मिलाया जाता है।<ref name="osapublishing.org3">Z. Su, J. D. Bradley, N. Li, E. S. Magden, Purnawirman, D. Coleman, N. Fahrenkopf, C. Baiocco, T. Adam, G. Leake, D. Coolbaugh, D. Vermeulen, and M. R. Watts (2016) [https://www.osapublishing.org/abstract.cfm?uri=IPRSN-2016-IW1A.3 "Ultra-Compact CMOS-Compatible Ytterbium Microlaser"], ''Integrated Photonics Research, Silicon and Nanophotonics 2016'', IW1A.3.</ref> कई सामान्य मादक पदार्थ [[दुर्लभ-पृथ्वी तत्व]] हैं, क्योंकि ऐसे आयनों की उत्तेजित अवस्थाएं उनके क्रिस्टल जालक ( [[फोनन|फोनॉन]]) के तापीय कंपन के साथ दृढ़ता से युग्मित नहीं होती हैं, और उनके परिचालन सीमा लेजर पंपिंग की अपेक्षाकृत कम तीव्रता पर पहुंचा जा सकता है।


लेज़रों के लिए उपयोग की जाने वाली पहली सामग्री [[सिंथेटिक रूबी क्रिस्टल]] थी। रूबी लेसरों का अभी भी कुछ अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है, लेकिन उनकी कम शक्ति क्षमता के कारण वे आम नहीं हैं। कमरे के तापमान पर, माणिक लेसर प्रकाश की केवल छोटी दालों का उत्सर्जन करते हैं, लेकिन [[क्रायोजेनिक]] तापमान पर उन्हें दालों की सतत ट्रेन का उत्सर्जन करने के लिए बनाया जा सकता है।<ref>{{cite journal |journal=Astronautics |date=March 1962 |title=बीटीएल द्वारा निरंतर सॉलिड-स्टेट लेजर ऑपरेशन का पता चला|page=74 |url=http://www.gravityassist.com/IAF3-1/Ref.%203-49.pdf}}</ref>
कई सैकड़ों ठोस अवस्था माध्यम हैं जिनमें लेज़र क्रिया प्राप्त की गई है, लेकिन अपेक्षाकृत कुछ प्रकार व्यापक रूप से उपयोग में हैं। इनमें से, संभव्यता सबसे सामान्य नियोडिमियम-उन्मादित येट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट (एनडी: वाईएजी) है। नियोडिमियम-उन्मादित कांच (एनडी: कांच) और येटेरबियम-उन्मादित कांच या सिरेमिक का उपयोग बहुत उच्च शक्ति स्तर (टेरावाट) और उच्च ऊर्जा (मेगा-जूल) में बहु-किरणपुंज जड़त्वीय बंधन संलयन के लिए किया जाता है।
कुछ घन अवस्था लेसर भी कई इंट्राकैविटी तकनीकों का उपयोग करके ट्यून करने योग्य लेज़र हो सकते हैं, जो फैब्री-पेरोट इंटरफेरोमीटर, [[प्रिज्म (ऑप्टिक्स)]] और विवर्तन झंझरी या इनके संयोजन का उपयोग करते हैं।<ref>N. P. Barnes, Transition metal solid-state lasers, in ''Tunable Lasers Handbook'', [[F. J. Duarte]] (Ed.) (Academic, New York, 1995).</ref> Ti-Sapphire Laser | टाइटेनियम-डोप्ड [[नीलम]] व्यापक रूप से इसकी व्यापक ट्यूनिंग रेंज, 660 से 1080 [[नैनोमीटर]] के लिए उपयोग किया जाता है। [[सिंथेटिक अलेक्जेंडाइट]] लेजर 700 से 820 एनएम तक ट्यून करने योग्य हैं और टाइटेनियम-सफायर लेजर की तुलना में उच्च-ऊर्जा दालों का उत्पादन करते हैं क्योंकि लाभ माध्यम का लंबा ऊर्जा भंडारण समय और उच्च लेजर क्षति सीमा है।
 
लेज़रों के लिए उपयोग की जाने वाली पहला पदार्थ [[सिंथेटिक रूबी क्रिस्टल|सांश्लेषिक रूबी क्रिस्टल]] था। रूबी लेसरों का अभी भी कुछ अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है, लेकिन उनकी कम शक्ति सामर्थ्य के कारण वे सामान्य नहीं हैं। कमरे के तापमान पर, माणिक लेसर प्रकाश की केवल छोटे स्पंदन का उत्सर्जन करते हैं, लेकिन निम्नताप पर उन्हें स्पंदन की सतत अनुवर्धन का उत्सर्जन करने के लिए बनाया जा सकता है।<ref>{{cite journal |journal=Astronautics |date=March 1962 |title=बीटीएल द्वारा निरंतर सॉलिड-स्टेट लेजर ऑपरेशन का पता चला|page=74 |url=http://www.gravityassist.com/IAF3-1/Ref.%203-49.pdf}}</ref>
 
कुछ ठोस अवस्था लेसर भी कई अंतर्गुहा तकनीकों का उपयोग करके समस्वरित करने योग्य लेज़र हो सकते हैं, जो एटलॉन, [[प्रिज्म (ऑप्टिक्स)|प्रिज्म (प्रकाशिकी)]] और विवर्तन कर्कश या इनके संयोजन का उपयोग करते हैं।<ref>N. P. Barnes, Transition metal solid-state lasers, in ''Tunable Lasers Handbook'', [[F. J. Duarte]] (Ed.) (Academic, New York, 1995).</ref> टाइटेनियम-उन्मादित [[नीलम]] व्यापक रूप से इसकी व्यापक समस्वरण परास, 660 से 1080 [[नैनोमीटर]] के लिए उपयोग किया जाता है। [[सिंथेटिक अलेक्जेंडाइट|अलेक्जेंडाइट]] लेजर 700 से 820 नैनोमीटर तक समस्वरणीय करने योग्य हैं और टाइटेनियम-सैफायर (नीलम) लेजर की तुलना में उच्च-ऊर्जा स्पंद का उत्पादन करते हैं क्योंकि वृद्धि संचार का लंबे समय तक ऊर्जा भंडारण का समय और उच्च लेजर हानि प्रभाव सीमा है।


== पम्पिंग ==
== पम्पिंग ==
{{further|Laser pumping}}
{{further|लेसर पंपन}}
सॉलिड स्टेट [[लेज़िंग मीडिया]] आमतौर पर [[ऑप्टिकल पंपिंग]] होते हैं, या तो [[ क्षण दीप ]] या आर्क लैंप या लेजर डायोड का उपयोग करते हैं।<ref name=SAE/>डायोड-पंप वाले ठोस-अवस्था वाले लेज़र अधिक कुशल होते हैं और अधिक सामान्य हो जाते हैं क्योंकि उच्च-शक्ति अर्धचालक लेज़रों की लागत कम हो गई है।
 
ठोस अवस्था [[लेज़िंग मीडिया|लेसरीकरण माध्यम]] सामान्य रूप से [[ऑप्टिकल पंपिंग|प्रकाशीय पंपिंग]] होते हैं, या तो [[ क्षण दीप |क्षण दीप]] या आर्क लैंप या लेजर डायोड का उपयोग करते हैं।<ref name=SAE/> डायोड-पंप और ठोस-अवस्था वाले लेज़र अधिक सक्षम होते हैं और अधिक सामान्य हो जाते हैं क्योंकि उच्च-शक्ति अर्धचालक लेज़रों की कीमत कम हो गई है।


== [[मोड लॉकिंग]] ==
== मोड पाशन ==


ठोस अवस्था लेजर और [[फाइबर लेजर]] के मोड लॉकिंग में व्यापक अनुप्रयोग हैं, क्योंकि बड़ी-ऊर्जा अल्ट्रा-शॉर्ट दालें प्राप्त की जा सकती हैं।<ref name=SAE/>दो प्रकार के संतृप्त अवशोषक हैं जो व्यापक रूप से मोड लॉकर के रूप में उपयोग किए जाते हैं: SESAM,<ref>H. Zhang et al., [http://www.sciencenet.cn/upload/blog/file/2009/1/2009130111724898121.pdf "Induced solitons formed by cross polarization coupling in a birefringent cavity fiber laser"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110707051358/http://www.sciencenet.cn/upload/blog/file/2009/1/2009130111724898121.pdf |date=7 July 2011 }}, Opt. Lett., 33, 2317–2319.(2008).</ref><ref>D. Y. Tang et al., [http://www3.ntu.edu.sg/home2006/zhan0174/Observation%20of%20High-Order%20Polarization-Locked%20Vector%20Solitons%20in%20a%20Fiber%20Laser.pdf "Observation of high-order polarization-locked vector solitons in a fiber laser"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20100120024539/http://www3.ntu.edu.sg/home2006/zhan0174/Observation%20of%20High-Order%20Polarization-Locked%20Vector%20Solitons%20in%20a%20Fiber%20Laser.pdf |date=20 January 2010 }}, ''Physical Review Letters'', 101, 153904 (2008).</ref><ref>L. M. Zhao et al., [http://www.sciencenet.cn/upload/blog/file/2009/2/200921017037656137.pdf "Polarization rotation locking of vector solitons in a fiber ring laser"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110707051330/http://www.sciencenet.cn/upload/blog/file/2009/2/200921017037656137.pdf |date=7 July 2011 }}, ''Optics Express'', 16,10053–10058 (2008).</ref> और एसडब्ल्यूसीएनटी। [[ग्राफीन]] का भी इस्तेमाल किया गया है।<ref name="H. Zhang, D. Y. Tang, L. M. Zhao, Q. L. Bao, K. P. Loh P17630">{{cite journal|author1=H. Zhang |author2=D. Y. Tang |author3=L. M. Zhao |author4=Q. L. Bao |author5=K. P. Loh |title=परमाणु परत ग्राफीन के साथ एर्बियम-डोप्ड फाइबर लेजर की बड़ी ऊर्जा मोड लॉकिंग|journal=Optics Express|volume=17|issue=20 |pages=17630–5 |url=http://www3.ntu.edu.sg/home2006/zhan0174/OE_graphene.pdf |archive-url=https://web.archive.org/web/20110717122606/http://www3.ntu.edu.sg/home2006/zhan0174/OE_graphene.pdf |archive-date=2011-07-17 |doi=10.1364/OE.17.017630|pmid=19907547 |arxiv = 0909.5536 |bibcode = 2009OExpr..1717630Z |year=2009 }}</ref><ref name=han>{{cite journal|author1=Han Zhang |author2=Qiaoliang Bao |author3=Dingyuan Tang |author4=Luming Zhao |author5=Kianping Loh  |name-list-style=amp |title=ग्राफीन-पॉलिमर कम्पोजिट मोड लॉकर के साथ बड़ी ऊर्जा सॉलिटॉन एर्बियम-डोप्ड फाइबर लेजर|journal=Applied Physics Letters|volume=95|issue=14 |page=P141103 |url=http://www3.ntu.edu.sg/home2006/zhan0174/apl.pdf |archive-url=https://web.archive.org/web/20110717122745/http://www3.ntu.edu.sg/home2006/zhan0174/apl.pdf |archive-date=2011-07-17 |doi=10.1063/1.3244206 |arxiv = 0909.5540 |bibcode = 2009ApPhL..95n1103Z |year=2009 }}</ref><ref>{{Cite journal |title=Graphene: Mode-locked lasers  |journal=NPG Asia Materials| doi=10.1038/asiamat.2009.52 |date=21 December 2009|doi-access=free}}</ref> ये सामग्रियां  गैर-रैखिक ऑप्टिकल व्यवहार का उपयोग करती हैं जिसे [[संतृप्त अवशोषण]] कहा जाता है ताकि लेजर को छोटी दालों का निर्माण किया जा सके।
ठोस अवस्था लेजर और [[फाइबर लेजर|तन्तु लेजर]] के मोड पाशन में व्यापक अनुप्रयोग हैं, क्योंकि वृहत-ऊर्जा अतिन्यून स्पंदन प्राप्त की जा सकती हैं।<ref name=SAE/> दो प्रकार के संतृप्त अवशोषक हैं जो व्यापक रूप से मोड पाशन अनुक्रम संतृप्ति उत्परिवर्तन,<ref>H. Zhang et al., [http://www.sciencenet.cn/upload/blog/file/2009/1/2009130111724898121.pdf "Induced solitons formed by cross polarization coupling in a birefringent cavity fiber laser"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110707051358/http://www.sciencenet.cn/upload/blog/file/2009/1/2009130111724898121.pdf |date=7 July 2011 }}, Opt. Lett., 33, 2317–2319.(2008).</ref><ref>D. Y. Tang et al., [http://www3.ntu.edu.sg/home2006/zhan0174/Observation%20of%20High-Order%20Polarization-Locked%20Vector%20Solitons%20in%20a%20Fiber%20Laser.pdf "Observation of high-order polarization-locked vector solitons in a fiber laser"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20100120024539/http://www3.ntu.edu.sg/home2006/zhan0174/Observation%20of%20High-Order%20Polarization-Locked%20Vector%20Solitons%20in%20a%20Fiber%20Laser.pdf |date=20 January 2010 }}, ''Physical Review Letters'', 101, 153904 (2008).</ref><ref>L. M. Zhao et al., [http://www.sciencenet.cn/upload/blog/file/2009/2/200921017037656137.pdf "Polarization rotation locking of vector solitons in a fiber ring laser"] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20110707051330/http://www.sciencenet.cn/upload/blog/file/2009/2/200921017037656137.pdf |date=7 July 2011 }}, ''Optics Express'', 16,10053–10058 (2008).</ref> और एकल-परत कार्बन नैनो-नलिका और [[ग्राफीन]] के रूप में उपयोग किया गया है।<ref name="H. Zhang, D. Y. Tang, L. M. Zhao, Q. L. Bao, K. P. Loh P17630">{{cite journal|author1=H. Zhang |author2=D. Y. Tang |author3=L. M. Zhao |author4=Q. L. Bao |author5=K. P. Loh |title=परमाणु परत ग्राफीन के साथ एर्बियम-डोप्ड फाइबर लेजर की बड़ी ऊर्जा मोड लॉकिंग|journal=Optics Express|volume=17|issue=20 |pages=17630–5 |url=http://www3.ntu.edu.sg/home2006/zhan0174/OE_graphene.pdf |archive-url=https://web.archive.org/web/20110717122606/http://www3.ntu.edu.sg/home2006/zhan0174/OE_graphene.pdf |archive-date=2011-07-17 |doi=10.1364/OE.17.017630|pmid=19907547 |arxiv = 0909.5536 |bibcode = 2009OExpr..1717630Z |year=2009 }}</ref><ref name=han>{{cite journal|author1=Han Zhang |author2=Qiaoliang Bao |author3=Dingyuan Tang |author4=Luming Zhao |author5=Kianping Loh  |name-list-style=amp |title=ग्राफीन-पॉलिमर कम्पोजिट मोड लॉकर के साथ बड़ी ऊर्जा सॉलिटॉन एर्बियम-डोप्ड फाइबर लेजर|journal=Applied Physics Letters|volume=95|issue=14 |page=P141103 |url=http://www3.ntu.edu.sg/home2006/zhan0174/apl.pdf |archive-url=https://web.archive.org/web/20110717122745/http://www3.ntu.edu.sg/home2006/zhan0174/apl.pdf |archive-date=2011-07-17 |doi=10.1063/1.3244206 |arxiv = 0909.5540 |bibcode = 2009ApPhL..95n1103Z |year=2009 }}</ref><ref>{{Cite journal |title=Graphene: Mode-locked lasers  |journal=NPG Asia Materials| doi=10.1038/asiamat.2009.52 |date=21 December 2009|doi-access=free}}</ref> ये पदार्थ गैर-रैखिक प्रकाशीय व्यवहार का उपयोग करती हैं जिसे [[संतृप्त अवशोषण]] कहा जाता है ताकि लेजर को अल्प स्पंदन का निर्माण किया जा सके।


== वर्तमान अनुप्रयोग और विकास ==
== वर्तमान अनुप्रयोग और विकास ==
{{Expand section|date=June 2008}}
ठोस अवस्था लेजर को F-35 आकाशीय विद्युत II के लिए वैकल्पिक हथियार के रूप में विकसित किया जा रहा है और नॉर्थ्रॉप ग्रुम्मन की फायरस्ट्राइक लेजर<ref>Fulghum, David A. "[https://web.archive.org/web/20040626050316/http://www.aviationnow.com/content/publication/awst/20020708/aw32.htm Lasers being developed for F-35 and AC-130]." ''Aviation Week and Space Technology'', (8 July 2002). Access date: 8 February 2006.</ref><ref>Morris, Jefferson. "[https://web.archive.org/web/20040604124353/http://www.aviationnow.com/avnow/news/channel_military.jsp?view=story&id=news%2Fmasd0926.xml Keeping cool a big challenge for JSF laser, Lockheed Martin says]." ''Aerospace Daily'', 26 September 2002. Access date: 3 June 2007.</ref><ref>Fulghum, David A. "[https://web.archive.org/web/20040613094437/http://www.aviationnow.com/content/publication/awst/20020722/aw173.htm Lasers, HPM weapons near operational status]." ''Aviation Week and Space Technology'', 22 July 2002. Access date: 8 February 2006.</ref> उपकरण प्रणाली के प्रारंभ के साथ-साथ परिचालन की स्थिति तक पहुंच रहे हैं।<ref>{{cite web|title=नॉर्थ्रॉप ग्रुम्मन प्रेस विज्ञप्ति|url=http://www.irconnect.com/noc/press/pages/news_releases.html?d=154600|access-date=2008-11-13|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20081208094614/http://www.irconnect.com/noc/press/pages/news_releases.html?d=154600|archive-date=8 December 2008}}</ref><ref>{{cite web|title=रजिस्टर प्रेस विज्ञप्ति|url=https://www.theregister.co.uk/2008/11/14/weaponised_rayguns_hit_shelves_in_time_for_xmas/?d=154600|access-date=2008-11-14}}</ref> अप्रैल 2011 में [[संयुक्त राज्य नौसेना]] ने उच्च ऊर्जा ठोस अवस्था लेजर का परीक्षण किया। परिशुद्ध सीमा को वर्गीकृत किया गया है, लेकिन उन्होंने कहा कि यह "मील नहीं बल्कि गज" है।<ref>{{cite web |url=http://www.foxnews.com/world/2011/04/13/navys-laser-test-heat-pirates/ |title=अमेरिकी नौसेना का लेजर परीक्षण समुद्री लुटेरों पर दबाव डाल सकता है|website=Fox News |date=13 April 2011}}</ref><ref>{{cite web |url=http://www.foxnews.com/scitech/2011/04/08/navy-showboats-destructive-new-laser-gun/ |title=नौसेना ने शक्तिशाली नए लेजर हथियार का प्रदर्शन किया|first=Jeremy A. |last=Kaplan |date=8 April 2011 |website=Fox News}}</ref>
 
[[यूरेनियम]]-उन्मादित [[डोपिंग (सेमीकंडक्टर)|(अर्ध-संचालक)]] [[कैल्शियम फ्लोराइड]] 1960 के दशक में आविष्कार किया गया दूसरा प्रकार का ठोस अवस्था लेजर था। [[यॉर्कटाउन हाइट्स]] (यूएस) में [[आईबीएम|अंतरराष्ट्रीय व्यवसाय मशीन]] की प्रयोगशालाओं में पीटर सोरोकिन और मिरेक स्टीवेन्सन ने [[थिओडोर हेरोल्ड मैमन]] के रूबी लेजर के तुरंत बाद 2.5 सूक्ष्ममापी पर लेसरीकरण प्राप्त की।


[[F-35 लाइटनिंग II]] के लिए ठोस अवस्था लेसरों को वैकल्पिक हथियार के रूप में विकसित किया जा रहा है, और लगभग परिचालन स्थिति तक पहुंच रहे हैं,<ref>Fulghum, David A. "[https://web.archive.org/web/20040626050316/http://www.aviationnow.com/content/publication/awst/20020708/aw32.htm Lasers being developed for F-35 and AC-130]." ''Aviation Week and Space Technology'', (8 July 2002). Access date: 8 February 2006.</ref><ref>Morris, Jefferson. "[https://web.archive.org/web/20040604124353/http://www.aviationnow.com/avnow/news/channel_military.jsp?view=story&id=news%2Fmasd0926.xml Keeping cool a big challenge for JSF laser, Lockheed Martin says]." ''Aerospace Daily'', 26 September 2002. Access date: 3 June 2007.</ref><ref>Fulghum, David A. "[https://web.archive.org/web/20040613094437/http://www.aviationnow.com/content/publication/awst/20020722/aw173.htm Lasers, HPM weapons near operational status]." ''Aviation Week and Space Technology'', 22 July 2002. Access date: 8 February 2006.</ref> साथ ही [[नॉर्थ्रॉप ग्रुम्मन]] की FIRESTRIKE लेजर हथियार प्रणाली की शुरूआत।<ref>{{cite web|title=नॉर्थ्रॉप ग्रुम्मन प्रेस विज्ञप्ति|url=http://www.irconnect.com/noc/press/pages/news_releases.html?d=154600|access-date=2008-11-13|url-status=dead|archive-url=https://web.archive.org/web/20081208094614/http://www.irconnect.com/noc/press/pages/news_releases.html?d=154600|archive-date=8 December 2008}}</ref><ref>{{cite web|title=रजिस्टर प्रेस विज्ञप्ति|url=https://www.theregister.co.uk/2008/11/14/weaponised_rayguns_hit_shelves_in_time_for_xmas/?d=154600|access-date=2008-11-14}}</ref> अप्रैल 2011 में [[संयुक्त राज्य नौसेना]] ने  उच्च ऊर्जा ठोस राज्य लेजर का परीक्षण किया। सटीक सीमा को वर्गीकृत किया गया है, लेकिन उन्होंने कहा कि यह मील की दूरी पर नहीं बल्कि गज की दूरी पर है।<ref>{{cite web |url=http://www.foxnews.com/world/2011/04/13/navys-laser-test-heat-pirates/ |title=अमेरिकी नौसेना का लेजर परीक्षण समुद्री लुटेरों पर दबाव डाल सकता है|website=Fox News |date=13 April 2011}}</ref><ref>{{cite web |url=http://www.foxnews.com/scitech/2011/04/08/navy-showboats-destructive-new-laser-gun/ |title=नौसेना ने शक्तिशाली नए लेजर हथियार का प्रदर्शन किया|first=Jeremy A. |last=Kaplan |date=8 April 2011 |website=Fox News}}</ref>
अमेरिकी सेना 58 किलोवाट तन्तु लेजर का उपयोग करके ट्रक पर लगे लेजर प्रणाली का परीक्षण करने की तैयारी कर रही है।<ref name="DefenseOne">{{cite web |url=http://www.defenseone.com/technology/2017/03/us-army-test-powerful-new-truck-mounted-laser-within-months/136239/?oref=search_navy |title=अमेरिकी सेना ने 'महीनों के भीतर' शक्तिशाली नए ट्रक-माउंटेड लेजर का परीक्षण किया|website=Defense One|first=Patrick |last=Tucker |date=16 March 2017 |access-date=13 August 2017}}</ref> लेजर की मापनीयता ड्रोन (दूरनियंत्रत यान) से लेकर शक्ति के विभिन्न स्तरों पर बड़े पैमाने पर जहाजों तक प्रत्येक वस्तु पर उपयोग किया जाता है। नया लेज़र उपलब्ध ऊर्जा का 40 प्रतिशत अपने किरणपुंज में डालता है, जिसे ठोस अवस्था लेज़रों के लिए बहुत अधिक माना जाता है। चूंकि अधिक से अधिक सैन्य वाहन और ट्रक उन्नत संकर इंजन और प्रणोदन प्रणाली का उपयोग कर रहे हैं जो लेजर जैसे अनुप्रयोगों के लिए विद्युत का उत्पादन करते हैं, इसलिए ट्रकों, ड्रोन, जहाजों, हेलीकाप्टरों और विमानों में अनुप्रयोगों के बढ़ने की संभावना है।<ref name="DefenseOne" />
[[यूरेनियम]]-[[डोपिंग (सेमीकंडक्टर)|डोपिंग (अर्ध-संचालक)]] [[कैल्शियम फ्लोराइड]] 1960 के दशक में आविष्कार किया गया दूसरा प्रकार का ठोस राज्य लेजर था। [[यॉर्कटाउन हाइट्स]] (यूएस) में [[आईबीएम]] की प्रयोगशालाओं में पीटर सोरोकिन और मिरेक स्टीवेन्सन ने [[थिओडोर हेरोल्ड मैमन]] के रूबी लेजर के तुरंत बाद 2.5 माइक्रोमीटर पर लेज़िंग हासिल की।


अमेरिकी सेना 58 kW फाइबर लेजर का उपयोग करके ट्रक पर लगे लेजर सिस्टम का परीक्षण करने की तैयारी कर रही है।<ref name=DefenseOne>{{cite web |url=http://www.defenseone.com/technology/2017/03/us-army-test-powerful-new-truck-mounted-laser-within-months/136239/?oref=search_navy |title=अमेरिकी सेना ने 'महीनों के भीतर' शक्तिशाली नए ट्रक-माउंटेड लेजर का परीक्षण किया|website=Defense One|first=Patrick |last=Tucker |date=16 March 2017 |access-date=13 August 2017}}</ref> लेजर की मापनीयता ड्रोन से लेकर शक्ति के विभिन्न स्तरों पर बड़े पैमाने पर जहाजों तक हर चीज पर उपयोग को खोलती है। नया लेज़र उपलब्ध ऊर्जा का 40 प्रतिशत अपने बीम में डालता है, जिसे ठोस अवस्था लेज़रों के लिए बहुत अधिक माना जाता है। चूंकि अधिक से अधिक सैन्य वाहन और ट्रक उन्नत हाइब्रिड इंजन और प्रणोदन प्रणाली का उपयोग कर रहे हैं जो लेजर जैसे अनुप्रयोगों के लिए बिजली का उत्पादन करते हैं, इसलिए ट्रकों, ड्रोन, जहाजों, हेलीकाप्टरों और विमानों में अनुप्रयोगों के प्रसार की संभावना है।<ref name=DefenseOne/>




== यह भी देखें ==
== यह भी देखें ==
* [[डिस्क लेजर]]
* [[डिस्क लेजर|बिम्ब लेजर]]
* [[लेजर निर्माण]]
* [[लेजर निर्माण]]
* [[सॉलिड-स्टेट डाई लेजर|ठोस अवस्था रंजक लेजर]]
* [[सॉलिड-स्टेट डाई लेजर|ठोस अवस्था रंजक लेजर]]

Revision as of 14:53, 19 April 2023

नियोडिमियम-उन्मादित येट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट

ठोस अवस्था लेसर एक ऐसा लेसर है जो रंजक लेज़रों की तरह तरल या गैस लेजर की तरह गैस के अतिरिक्त एक ठोस माध्यम का उपयोग करता है।[1] अर्ध-संचालक-आधारित लेज़र भी ठोस अवस्था में होते हैं, लेकिन सामान्य रूप से ठोस-अवस्था वाले लेज़रों से अलग वर्ग के रूप में माने जाते हैं, जिन्हें लेज़र डायोड कहा जाता है।

ठोस अवस्था माध्यम

Further information: लेज़र प्रकार की सूची § ठोस अवस्था लेसर

सामान्य रूप से, ठोस-अवस्था वाले लेजर के सक्रिय माध्यम में कांच या क्रिस्टलीय "होस्ट" पदार्थ होता है, जिसमें नियोडिमियम, क्रोमियम, एर्बियम, थ्यूलियम[2] या येटरबियम[3] जैसे "मादक पदार्थ" को मिलाया जाता है।[4] कई सामान्य मादक पदार्थ दुर्लभ-पृथ्वी तत्व हैं, क्योंकि ऐसे आयनों की उत्तेजित अवस्थाएं उनके क्रिस्टल जालक ( फोनॉन) के तापीय कंपन के साथ दृढ़ता से युग्मित नहीं होती हैं, और उनके परिचालन सीमा लेजर पंपिंग की अपेक्षाकृत कम तीव्रता पर पहुंचा जा सकता है।

कई सैकड़ों ठोस अवस्था माध्यम हैं जिनमें लेज़र क्रिया प्राप्त की गई है, लेकिन अपेक्षाकृत कुछ प्रकार व्यापक रूप से उपयोग में हैं। इनमें से, संभव्यता सबसे सामान्य नियोडिमियम-उन्मादित येट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट (एनडी: वाईएजी) है। नियोडिमियम-उन्मादित कांच (एनडी: कांच) और येटेरबियम-उन्मादित कांच या सिरेमिक का उपयोग बहुत उच्च शक्ति स्तर (टेरावाट) और उच्च ऊर्जा (मेगा-जूल) में बहु-किरणपुंज जड़त्वीय बंधन संलयन के लिए किया जाता है।

लेज़रों के लिए उपयोग की जाने वाली पहला पदार्थ सांश्लेषिक रूबी क्रिस्टल था। रूबी लेसरों का अभी भी कुछ अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है, लेकिन उनकी कम शक्ति सामर्थ्य के कारण वे सामान्य नहीं हैं। कमरे के तापमान पर, माणिक लेसर प्रकाश की केवल छोटे स्पंदन का उत्सर्जन करते हैं, लेकिन निम्नताप पर उन्हें स्पंदन की सतत अनुवर्धन का उत्सर्जन करने के लिए बनाया जा सकता है।[5]

कुछ ठोस अवस्था लेसर भी कई अंतर्गुहा तकनीकों का उपयोग करके समस्वरित करने योग्य लेज़र हो सकते हैं, जो एटलॉन, प्रिज्म (प्रकाशिकी) और विवर्तन कर्कश या इनके संयोजन का उपयोग करते हैं।[6] टाइटेनियम-उन्मादित नीलम व्यापक रूप से इसकी व्यापक समस्वरण परास, 660 से 1080 नैनोमीटर के लिए उपयोग किया जाता है। अलेक्जेंडाइट लेजर 700 से 820 नैनोमीटर तक समस्वरणीय करने योग्य हैं और टाइटेनियम-सैफायर (नीलम) लेजर की तुलना में उच्च-ऊर्जा स्पंद का उत्पादन करते हैं क्योंकि वृद्धि संचार का लंबे समय तक ऊर्जा भंडारण का समय और उच्च लेजर हानि प्रभाव सीमा है।

पम्पिंग

Further information: लेसर पंपन

ठोस अवस्था लेसरीकरण माध्यम सामान्य रूप से प्रकाशीय पंपिंग होते हैं, या तो क्षण दीप या आर्क लैंप या लेजर डायोड का उपयोग करते हैं।[1] डायोड-पंप और ठोस-अवस्था वाले लेज़र अधिक सक्षम होते हैं और अधिक सामान्य हो जाते हैं क्योंकि उच्च-शक्ति अर्धचालक लेज़रों की कीमत कम हो गई है।

मोड पाशन

ठोस अवस्था लेजर और तन्तु लेजर के मोड पाशन में व्यापक अनुप्रयोग हैं, क्योंकि वृहत-ऊर्जा अतिन्यून स्पंदन प्राप्त की जा सकती हैं।[1] दो प्रकार के संतृप्त अवशोषक हैं जो व्यापक रूप से मोड पाशन अनुक्रम संतृप्ति उत्परिवर्तन,[7][8][9] और एकल-परत कार्बन नैनो-नलिका और ग्राफीन के रूप में उपयोग किया गया है।[10][11][12] ये पदार्थ गैर-रैखिक प्रकाशीय व्यवहार का उपयोग करती हैं जिसे संतृप्त अवशोषण कहा जाता है ताकि लेजर को अल्प स्पंदन का निर्माण किया जा सके।

वर्तमान अनुप्रयोग और विकास

ठोस अवस्था लेजर को F-35 आकाशीय विद्युत II के लिए वैकल्पिक हथियार के रूप में विकसित किया जा रहा है और नॉर्थ्रॉप ग्रुम्मन की फायरस्ट्राइक लेजर[13][14][15] उपकरण प्रणाली के प्रारंभ के साथ-साथ परिचालन की स्थिति तक पहुंच रहे हैं।[16][17] अप्रैल 2011 में संयुक्त राज्य नौसेना ने उच्च ऊर्जा ठोस अवस्था लेजर का परीक्षण किया। परिशुद्ध सीमा को वर्गीकृत किया गया है, लेकिन उन्होंने कहा कि यह "मील नहीं बल्कि गज" है।[18][19]

यूरेनियम-उन्मादित (अर्ध-संचालक) कैल्शियम फ्लोराइड 1960 के दशक में आविष्कार किया गया दूसरा प्रकार का ठोस अवस्था लेजर था। यॉर्कटाउन हाइट्स (यूएस) में अंतरराष्ट्रीय व्यवसाय मशीन की प्रयोगशालाओं में पीटर सोरोकिन और मिरेक स्टीवेन्सन ने थिओडोर हेरोल्ड मैमन के रूबी लेजर के तुरंत बाद 2.5 सूक्ष्ममापी पर लेसरीकरण प्राप्त की।

अमेरिकी सेना 58 किलोवाट तन्तु लेजर का उपयोग करके ट्रक पर लगे लेजर प्रणाली का परीक्षण करने की तैयारी कर रही है।[20] लेजर की मापनीयता ड्रोन (दूरनियंत्रत यान) से लेकर शक्ति के विभिन्न स्तरों पर बड़े पैमाने पर जहाजों तक प्रत्येक वस्तु पर उपयोग किया जाता है। नया लेज़र उपलब्ध ऊर्जा का 40 प्रतिशत अपने किरणपुंज में डालता है, जिसे ठोस अवस्था लेज़रों के लिए बहुत अधिक माना जाता है। चूंकि अधिक से अधिक सैन्य वाहन और ट्रक उन्नत संकर इंजन और प्रणोदन प्रणाली का उपयोग कर रहे हैं जो लेजर जैसे अनुप्रयोगों के लिए विद्युत का उत्पादन करते हैं, इसलिए ट्रकों, ड्रोन, जहाजों, हेलीकाप्टरों और विमानों में अनुप्रयोगों के बढ़ने की संभावना है।[20]


यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ 1.0 1.1 1.2 Heller, Jörg (1 March 2022). "सॉलिड-स्टेट लेजर पर एक प्राइमर". www.techbriefs.com (in English). SAE Media Group. Retrieved 2022-08-07.
  2. ↑ Singh, G.; Purnawirman; Bradley, J. D. B.; Li, N.; Magden, E. S.; Moresco, M.; Adam, T. N.; Leake, G.; Coolbaugh, D.; Watts, M. R. (2016). "वितरित ब्रैग परावर्तक गुहाओं का उपयोग करते हुए गुंजयमान पंप एर्बियम-डोप्ड वेवगाइड लेजर". Optics Letters. 41 (6): 1189–1192. Bibcode:2016OptL...41.1189S. doi:10.1364/OL.41.001189. PMID 26977666.
  3. ↑ Su, Z.; Li, N.; Magden, E. S.; Byrd, M.; Purnawirman; Adam, T. N.; Leake, G.; Coolbaugh, D.; Bradley, J. D.; Watts, M. R. (2016). "अल्ट्रा-कॉम्पैक्ट और लो-थ्रेशोल्ड थ्यूलियम माइक्रोकैविटी लेसर अखंड रूप से सिलिकॉन पर एकीकृत". Optics Letters. 41 (24): 5708–5711. Bibcode:2016OptL...41.5708S. doi:10.1364/OL.41.005708. PMID 27973495.
  4. ↑ Z. Su, J. D. Bradley, N. Li, E. S. Magden, Purnawirman, D. Coleman, N. Fahrenkopf, C. Baiocco, T. Adam, G. Leake, D. Coolbaugh, D. Vermeulen, and M. R. Watts (2016) "Ultra-Compact CMOS-Compatible Ytterbium Microlaser", Integrated Photonics Research, Silicon and Nanophotonics 2016, IW1A.3.
  5. ↑ "बीटीएल द्वारा निरंतर सॉलिड-स्टेट लेजर ऑपरेशन का पता चला" (PDF). Astronautics: 74. March 1962.
  6. ↑ N. P. Barnes, Transition metal solid-state lasers, in Tunable Lasers Handbook, F. J. Duarte (Ed.) (Academic, New York, 1995).
  7. ↑ H. Zhang et al., "Induced solitons formed by cross polarization coupling in a birefringent cavity fiber laser" Archived 7 July 2011 at the Wayback Machine, Opt. Lett., 33, 2317–2319.(2008).
  8. ↑ D. Y. Tang et al., "Observation of high-order polarization-locked vector solitons in a fiber laser" Archived 20 January 2010 at the Wayback Machine, Physical Review Letters, 101, 153904 (2008).
  9. ↑ L. M. Zhao et al., "Polarization rotation locking of vector solitons in a fiber ring laser" Archived 7 July 2011 at the Wayback Machine, Optics Express, 16,10053–10058 (2008).
  10. ↑ H. Zhang; D. Y. Tang; L. M. Zhao; Q. L. Bao; K. P. Loh (2009). "परमाणु परत ग्राफीन के साथ एर्बियम-डोप्ड फाइबर लेजर की बड़ी ऊर्जा मोड लॉकिंग" (PDF). Optics Express. 17 (20): 17630–5. arXiv:0909.5536. Bibcode:2009OExpr..1717630Z. doi:10.1364/OE.17.017630. PMID 19907547. Archived from the original (PDF) on 2011-07-17.
  11. ↑ Han Zhang; Qiaoliang Bao; Dingyuan Tang; Luming Zhao & Kianping Loh (2009). "ग्राफीन-पॉलिमर कम्पोजिट मोड लॉकर के साथ बड़ी ऊर्जा सॉलिटॉन एर्बियम-डोप्ड फाइबर लेजर" (PDF). Applied Physics Letters. 95 (14): P141103. arXiv:0909.5540. Bibcode:2009ApPhL..95n1103Z. doi:10.1063/1.3244206. Archived from the original (PDF) on 2011-07-17.
  12. ↑ "Graphene: Mode-locked lasers". NPG Asia Materials. 21 December 2009. doi:10.1038/asiamat.2009.52.
  13. ↑ Fulghum, David A. "Lasers being developed for F-35 and AC-130." Aviation Week and Space Technology, (8 July 2002). Access date: 8 February 2006.
  14. ↑ Morris, Jefferson. "Keeping cool a big challenge for JSF laser, Lockheed Martin says." Aerospace Daily, 26 September 2002. Access date: 3 June 2007.
  15. ↑ Fulghum, David A. "Lasers, HPM weapons near operational status." Aviation Week and Space Technology, 22 July 2002. Access date: 8 February 2006.
  16. ↑ "नॉर्थ्रॉप ग्रुम्मन प्रेस विज्ञप्ति". Archived from the original on 8 December 2008. Retrieved 2008-11-13.
  17. ↑ "रजिस्टर प्रेस विज्ञप्ति". Retrieved 2008-11-14.
  18. ↑ "अमेरिकी नौसेना का लेजर परीक्षण समुद्री लुटेरों पर दबाव डाल सकता है". Fox News. 13 April 2011.
  19. ↑ Kaplan, Jeremy A. (8 April 2011). "नौसेना ने शक्तिशाली नए लेजर हथियार का प्रदर्शन किया". Fox News.
  20. ↑ 20.0 20.1 Tucker, Patrick (16 March 2017). "अमेरिकी सेना ने 'महीनों के भीतर' शक्तिशाली नए ट्रक-माउंटेड लेजर का परीक्षण किया". Defense One. Retrieved 13 August 2017.
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