নিয়ার-ইনফ্রারেড থেকে মিড-ইনফ্রারেড টিউনেবল লেজার

বিভিন্ন বর্ণালী পরিসীমা সংজ্ঞা।

সাধারণভাবে বলতে গেলে, লোকেরা যখন ইনফ্রারেড আলোর উত্স সম্পর্কে কথা বলে, তখন তারা ~700-800 এনএম (দৃশ্যমান তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সীমার উপরের সীমা) এর চেয়ে বেশি ভ্যাকুয়াম তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলোকে উল্লেখ করে।

নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের নিম্ন সীমাটি এই বর্ণনায় স্পষ্টভাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়নি কারণ ইনফ্রারেড সম্পর্কে মানুষের চোখের উপলব্ধি একটি পাহাড়ে কেটে যাওয়ার পরিবর্তে ধীরে ধীরে হ্রাস পায়।

উদাহরণস্বরূপ, মানুষের চোখে 700 এনএম-এ আলোর প্রতিক্রিয়া ইতিমধ্যেই খুব কম, কিন্তু আলো যথেষ্ট শক্তিশালী হলে, মানুষের চোখ এমনকি 750 এনএম-এর বেশি তরঙ্গদৈর্ঘ্য সহ কিছু লেজার ডায়োড দ্বারা নির্গত আলো দেখতে পারে, যা ইনফ্রারেডও তৈরি করে। লেজার একটি নিরাপত্তা ঝুঁকি. --যদিও এটি মানুষের চোখে খুব উজ্জ্বল না হয়, তবে এর প্রকৃত শক্তি খুব বেশি হতে পারে।

একইভাবে, ইনফ্রারেড আলোর উৎসের নিম্ন সীমা পরিসরের মতো (700~800 nm), ইনফ্রারেড আলোর উত্সের ঊর্ধ্ব সীমা সংজ্ঞা পরিসীমাও অনিশ্চিত। সাধারণভাবে বলতে গেলে, এটি প্রায় 1 মিমি।

এখানে ইনফ্রারেড ব্যান্ডের কিছু সাধারণ সংজ্ঞা রয়েছে:

কাছাকাছি-ইনফ্রারেড বর্ণালী অঞ্চল (আইআর-এও বলা হয়), পরিসীমা ~750-1400 nm।

এই তরঙ্গদৈর্ঘ্যের অঞ্চলে নির্গত লেজারগুলি শব্দ এবং মানুষের চোখের সুরক্ষার সমস্যাগুলির জন্য প্রবণ, কারণ মানুষের চোখের ফোকাসিং ফাংশন কাছাকাছি-ইনফ্রারেড এবং দৃশ্যমান আলোর রেঞ্জের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, যাতে কাছাকাছি-ইনফ্রারেড ব্যান্ড আলোর উত্স প্রেরণ করা যায় এবং ফোকাস করা যায়। সংবেদনশীল রেটিনা একই ভাবে, কিন্তু কাছাকাছি-ইনফ্রারেড ব্যান্ড আলো প্রতিরক্ষামূলক পলক ট্রিগার না. ফলে সংবেদনশীলতার কারণে অতিরিক্ত শক্তির কারণে মানুষের চোখের রেটিনা ক্ষতিগ্রস্ত হয়। অতএব, এই ব্যান্ডে আলোর উত্সগুলি ব্যবহার করার সময়, চোখের সুরক্ষায় সম্পূর্ণ মনোযোগ দিতে হবে।

স্বল্প তরঙ্গদৈর্ঘ্য ইনফ্রারেড (SWIR, IR-B) 1.4-3 μm থেকে পরিসীমা।

এই জায়গাটি চোখের জন্য তুলনামূলকভাবে নিরাপদ কারণ এই আলো রেটিনায় পৌঁছানোর আগেই চোখের দ্বারা শোষিত হয়। উদাহরণস্বরূপ, ফাইবার অপটিক যোগাযোগে ব্যবহৃত erbium-doped ফাইবার পরিবর্ধক এই অঞ্চলে কাজ করে।

মিড-ওয়েভ ইনফ্রারেড (MWIR) পরিসীমা 3-8 μm।

বায়ুমণ্ডল অঞ্চলের কিছু অংশে শক্তিশালী শোষণ দেখায়; এই ব্যান্ডে অনেক বায়ুমণ্ডলীয় গ্যাসের শোষণ লাইন থাকবে, যেমন কার্বন ডাই অক্সাইড (CO2) এবং জলীয় বাষ্প (H2O)। এছাড়াও অনেক গ্যাস এই ব্যান্ডে শক্তিশালী শোষণ প্রদর্শন করে বলে শক্তিশালী শোষণ বৈশিষ্ট্য এই বর্ণালী অঞ্চলটিকে বায়ুমণ্ডলে গ্যাস সনাক্তকরণের জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত করে তোলে।

লং ওয়েভ ইনফ্রারেড (LWIR) পরিসীমা 8-15 μm।

এর পরেরটি ফার ইনফ্রারেড (এফআইআর), যার রেঞ্জ 15 μm-1 মিমি থেকে (তবে 50 μm থেকে শুরু হওয়া সংজ্ঞাও রয়েছে, ISO 20473 দেখুন)। এই বর্ণালী অঞ্চলটি প্রাথমিকভাবে তাপীয় চিত্রের জন্য ব্যবহৃত হয়।

এই নিবন্ধটির লক্ষ্য হল কাছাকাছি-ইনফ্রারেড থেকে মধ্য-ইনফ্রারেড আলোর উত্স সহ ব্রডব্যান্ড টিউনেবল তরঙ্গদৈর্ঘ্য লেজারের নির্বাচন নিয়ে আলোচনা করা, যার মধ্যে উপরের স্বল্প-তরঙ্গদৈর্ঘ্য ইনফ্রারেড (SWIR, IR-B, 1.4-3 μm পর্যন্ত) অন্তর্ভুক্ত থাকতে পারে এবং এর কিছু অংশ। মিড-ওয়েভ ইনফ্রারেড (MWIR, রেঞ্জিং 3-8 μm)।

সাধারণ দরখাস্ত

এই ব্যান্ডে আলোর উত্সগুলির একটি সাধারণ প্রয়োগ হ'ল ট্রেস গ্যাসগুলিতে লেজার শোষণ বর্ণালী সনাক্তকরণ (যেমন, চিকিৎসা নির্ণয় এবং পরিবেশগত পর্যবেক্ষণে রিমোট সেন্সিং)। এখানে, বিশ্লেষণটি মধ্য-ইনফ্রারেড বর্ণালী অঞ্চলে অনেক অণুর শক্তিশালী এবং বৈশিষ্ট্যযুক্ত শোষণ ব্যান্ডের সুবিধা নেয়, যা "আণবিক আঙ্গুলের ছাপ" হিসাবে কাজ করে। যদিও কেউ কাছাকাছি-ইনফ্রারেড অঞ্চলে প্যান-শোষণ লাইনের মাধ্যমে এই অণুগুলির কিছু অধ্যয়ন করতে পারে, যেহেতু কাছাকাছি-ইনফ্রারেড লেজারের উত্সগুলি প্রস্তুত করা সহজ, উচ্চ সংবেদনশীলতার সাথে মধ্য-ইনফ্রারেড অঞ্চলে শক্তিশালী মৌলিক শোষণ লাইন ব্যবহার করার সুবিধা রয়েছে। .

মধ্য-ইনফ্রারেড ইমেজিং-এ, এই ব্যান্ডের আলোর উত্সগুলিও ব্যবহার করা হয়। লোকেরা সাধারণত এই সত্যের সুবিধা নেয় যে মধ্য-ইনফ্রারেড আলো পদার্থের গভীরে প্রবেশ করতে পারে এবং কম বিক্ষিপ্ত হতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, সংশ্লিষ্ট হাইপারস্পেকট্রাল ইমেজিং অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, কাছাকাছি-ইনফ্রারেড থেকে মধ্য-ইনফ্রারেড প্রতিটি পিক্সেল (বা ভক্সেল) জন্য বর্ণালী তথ্য সরবরাহ করতে পারে।

মধ্য-ইনফ্রারেড লেজারের উত্সগুলির ক্রমাগত বিকাশের কারণে, যেমন ফাইবার লেজার, অ ধাতব লেজার উপকরণ প্রক্রিয়াকরণ অ্যাপ্লিকেশনগুলি আরও বেশি ব্যবহারিক হয়ে উঠছে। সাধারণত, লোকেরা বেছে বেছে উপাদানগুলি অপসারণের জন্য পলিমার ফিল্মগুলির মতো নির্দিষ্ট উপাদানগুলির দ্বারা ইনফ্রারেড আলোর শক্তিশালী শোষণের সুবিধা নেয়।

একটি সাধারণ ঘটনা হল যে ইলেকট্রনিক এবং অপটোইলেক্ট্রনিক ডিভাইসে ইলেক্ট্রোডের জন্য ব্যবহৃত ইন্ডিয়াম টিন অক্সাইড (ITO) স্বচ্ছ পরিবাহী ফিল্মগুলি নির্বাচনী লেজার অ্যাবলেশনের মাধ্যমে গঠন করা প্রয়োজন। আরেকটি উদাহরণ হল অপটিক্যাল ফাইবারে আবরণের সুনির্দিষ্ট স্ট্রিপিং। এই ধরনের অ্যাপ্লিকেশানগুলির জন্য এই ব্যান্ডে প্রয়োজনীয় শক্তি স্তরগুলি সাধারণত লেজার কাটার মতো অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য প্রয়োজনীয়গুলির তুলনায় অনেক কম।

নিয়ার-ইনফ্রারেড থেকে মিড-ইনফ্রারেড আলোর উত্সগুলিও তাপ-অন্বেষণকারী ক্ষেপণাস্ত্রগুলির বিরুদ্ধে দিকনির্দেশক ইনফ্রারেড পাল্টা ব্যবস্থার জন্য সামরিক দ্বারা ব্যবহৃত হয়। ইনফ্রারেড ক্যামেরা অন্ধ করার জন্য উপযুক্ত উচ্চতর আউটপুট পাওয়ার ছাড়াও, বায়ুমণ্ডলীয় ট্রান্সমিশন ব্যান্ডের মধ্যে বিস্তৃত বর্ণালী কভারেজ (প্রায় 3-4 μm এবং 8-13 μm) এছাড়াও ইনফ্রারেড ডিটেক্টরগুলিকে সুরক্ষিত করা থেকে সাধারণ খাঁজযুক্ত ফিল্টারগুলিকে প্রতিরোধ করার জন্য প্রয়োজন।

উপরে বর্ণিত বায়ুমণ্ডলীয় ট্রান্সমিশন উইন্ডোটি দিকনির্দেশক বিমের মাধ্যমে মুক্ত-স্থান অপটিক্যাল যোগাযোগের জন্যও ব্যবহার করা যেতে পারে এবং এই উদ্দেশ্যে অনেক অ্যাপ্লিকেশনে কোয়ান্টাম ক্যাসকেড লেজার ব্যবহার করা হয়।

কিছু ক্ষেত্রে, মধ্য-ইনফ্রারেড আল্ট্রাশর্ট ডাল প্রয়োজন হয়। উদাহরণস্বরূপ, কেউ লেজার স্পেকট্রোস্কোপিতে মধ্য-ইনফ্রারেড ফ্রিকোয়েন্সি চিরুনি ব্যবহার করতে পারে বা লেজিংয়ের জন্য আল্ট্রাশর্ট ডালের উচ্চ শিখর তীব্রতাকে কাজে লাগাতে পারে। এটি একটি মোড-লকড লেজার দিয়ে তৈরি করা যেতে পারে।

বিশেষ করে, কাছাকাছি-ইনফ্রারেড থেকে মধ্য-ইনফ্রারেড আলোর উত্সগুলির জন্য, কিছু অ্যাপ্লিকেশনের তরঙ্গদৈর্ঘ্য বা তরঙ্গদৈর্ঘ্যের টিউনেবিলিটি স্ক্যান করার জন্য বিশেষ প্রয়োজনীয়তা রয়েছে এবং কাছাকাছি-ইনফ্রারেড থেকে মধ্য-ইনফ্রারেড তরঙ্গদৈর্ঘ্যের টিউনেবল লেজারগুলিও এই অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

উদাহরণস্বরূপ, স্পেকট্রোস্কোপিতে, মধ্য-ইনফ্রারেড টিউনেবল লেজারগুলি অপরিহার্য সরঞ্জাম, তা গ্যাস সেন্সিং, পরিবেশ পর্যবেক্ষণ বা রাসায়নিক বিশ্লেষণে হোক না কেন। বিজ্ঞানীরা নির্দিষ্ট আণবিক শোষণ লাইনগুলি সনাক্ত করতে লেজারের তরঙ্গদৈর্ঘ্যকে সঠিকভাবে মধ্য-ইনফ্রারেড পরিসরে অবস্থানের জন্য সামঞ্জস্য করেন। এইভাবে, তারা পদার্থের গঠন এবং বৈশিষ্ট্য সম্পর্কে বিস্তারিত তথ্য পেতে পারে, যেমন গোপনীয়তায় পূর্ণ একটি কোড বুক ক্র্যাক করা।

মেডিকেল ইমেজিংয়ের ক্ষেত্রে, মধ্য-ইনফ্রারেড টিউনেবল লেজারগুলিও একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এগুলি অ-আক্রমণকারী ডায়াগনস্টিক এবং ইমেজিং প্রযুক্তিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। লেজারের তরঙ্গদৈর্ঘ্যকে সুনির্দিষ্টভাবে টিউন করার মাধ্যমে, মধ্য-ইনফ্রারেড আলো জৈবিক টিস্যুতে প্রবেশ করতে পারে, যার ফলে উচ্চ-রেজোলিউশনের চিত্র তৈরি হয়। এটি রোগ এবং অস্বাভাবিকতা সনাক্তকরণ এবং নির্ণয়ের জন্য গুরুত্বপূর্ণ, যেমন একটি যাদুকর আলো মানবদেহের অভ্যন্তরীণ গোপনীয়তায় উঁকি দেয়।

প্রতিরক্ষা এবং নিরাপত্তার ক্ষেত্রটি মধ্য-ইনফ্রারেড টিউনেবল লেজারের প্রয়োগ থেকেও অবিচ্ছেদ্য। এই লেজারগুলি ইনফ্রারেড পাল্টা ব্যবস্থায় একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, বিশেষ করে তাপ-সন্ধানী ক্ষেপণাস্ত্রের বিরুদ্ধে। উদাহরণস্বরূপ, ডিরেকশনাল ইনফ্রারেড কাউন্টারমেজারস সিস্টেম (DIRCM) বিমানকে ট্র্যাক করা এবং ক্ষেপণাস্ত্র দ্বারা আক্রমণ করা থেকে রক্ষা করতে পারে। লেজারের তরঙ্গদৈর্ঘ্য দ্রুত সামঞ্জস্য করে, এই সিস্টেমগুলি আগত ক্ষেপণাস্ত্রগুলির নির্দেশিকা ব্যবস্থায় হস্তক্ষেপ করতে পারে এবং তাত্ক্ষণিকভাবে যুদ্ধের জোয়ার ঘুরিয়ে দিতে পারে, যেমন আকাশ পাহারা দেওয়া একটি যাদু তরবারি।

রিমোট সেন্সিং প্রযুক্তি হল পৃথিবী পর্যবেক্ষণ ও পর্যবেক্ষণের একটি গুরুত্বপূর্ণ মাধ্যম, যেখানে ইনফ্রারেড টিউনেবল লেজারগুলি একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। পরিবেশগত পর্যবেক্ষণ, বায়ুমণ্ডলীয় গবেষণা এবং পৃথিবী পর্যবেক্ষণের মতো ক্ষেত্রগুলি এই লেজারগুলির ব্যবহারের উপর নির্ভর করে। মিড-ইনফ্রারেড টিউনেবল লেজারগুলি বিজ্ঞানীদের বায়ুমণ্ডলে গ্যাসের নির্দিষ্ট শোষণ লাইন পরিমাপ করতে সক্ষম করে, জলবায়ু গবেষণা, দূষণ পর্যবেক্ষণ এবং আবহাওয়ার পূর্বাভাস দিতে সাহায্য করার জন্য মূল্যবান ডেটা প্রদান করে, যা একটি জাদু আয়নার মতো যা প্রকৃতির রহস্যের অন্তর্দৃষ্টি প্রদান করে।

শিল্প সেটিংসে, মধ্য-ইনফ্রারেড টিউনেবল লেজারগুলি নির্ভুল উপাদান প্রক্রিয়াকরণের জন্য ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। লেজারগুলিকে তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে সুর করার মাধ্যমে যা কিছু উপাদান দ্বারা দৃঢ়ভাবে শোষিত হয়, তারা নির্বাচনী বিমোচন, কাটা বা ঢালাই সক্ষম করে। এটি ইলেকট্রনিক্স, সেমিকন্ডাক্টর এবং মাইক্রোমেশিনিংয়ের মতো ক্ষেত্রে নির্ভুল উত্পাদন সক্ষম করে। মিড-ইনফ্রারেড টিউনেবল লেজারটি একটি সূক্ষ্মভাবে পালিশ করা খোদাই ছুরির মতো, যা শিল্পকে সূক্ষ্মভাবে খোদাই করা পণ্যগুলি তৈরি করতে এবং প্রযুক্তির উজ্জ্বলতা দেখাতে দেয়।