সাধারণভাবে ব্যবহৃত মূলধারার লেজারগুলির ভূমিকা এবং প্রয়োগ

প্রথম সলিড-স্টেট স্পন্দিত রুবি লেজারের আবির্ভাবের পর থেকে, লেজারগুলির বিকাশ খুব দ্রুত হয়েছে, এবং বিভিন্ন কাজের উপকরণ এবং অপারেটিং মোড সহ লেজারগুলি অবিরতভাবে প্রদর্শিত হয়েছে। লেজার বিভিন্ন উপায়ে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়:

1. অপারেশন মোড অনুযায়ী, এটি বিভক্ত করা হয়েছে: ক্রমাগত লেজার, আধা-অবিচ্ছিন্ন লেজার, পালস লেজার, এবং অতি-সংক্ষিপ্ত পালস লেজার।

ক্রমাগত লেজারের লেজার আউটপুট ক্রমাগত এবং লেজার কাটিয়া, ঢালাই এবং ক্ল্যাডিংয়ের ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এর কার্যকারী বৈশিষ্ট্য হল যে কার্যকারী পদার্থের উত্তেজনা এবং সংশ্লিষ্ট লেজারের আউটপুট একটি দীর্ঘ সময়ের জন্য অবিচ্ছিন্নভাবে চলতে পারে। যেহেতু অবিচ্ছিন্ন অপারেশন চলাকালীন ডিভাইসের অতিরিক্ত গরম করার প্রভাব প্রায়ই অনিবার্য, তাই বেশিরভাগ ক্ষেত্রে উপযুক্ত শীতল ব্যবস্থা গ্রহণ করা আবশ্যক।

পালস লেজারের একটি বড় আউটপুট শক্তি রয়েছে এবং এটি লেজার মার্কিং, কাটিং, রেঞ্জিং ইত্যাদির জন্য উপযুক্ত। এর কাজের বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে রয়েছে লেজার শক্তি সংকোচন যাতে সংকীর্ণ পালস প্রস্থ, উচ্চ শিখর শক্তি এবং সামঞ্জস্যযোগ্য পুনরাবৃত্তি ফ্রিকোয়েন্সি, প্রধানত Q-সুইচিং, মোড লকিং সহ , MOPA এবং অন্যান্য পদ্ধতি। যেহেতু ওভারহিটিং প্রভাব এবং প্রান্ত চিপিং প্রভাব কার্যকরভাবে একক পালস শক্তি বৃদ্ধি করে কমানো যেতে পারে, এটি বেশিরভাগ সূক্ষ্ম প্রক্রিয়াকরণে ব্যবহৃত হয়।

2. ওয়ার্কিং ব্যান্ড অনুযায়ী, এটি বিভক্ত: ইনফ্রারেড লেজার, দৃশ্যমান আলো লেজার, অতিবেগুনী লেজার এবং এক্স-রে লেজার।

মিড-ইনফ্রারেড লেজারগুলি মূলত 10.6um CO2 লেজার যা ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়;

কাছাকাছি-ইনফ্রারেড লেজারগুলি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, লেজার প্রক্রিয়াকরণের ক্ষেত্রে 1064~1070nm সহ; অপটিক্যাল ফাইবার যোগাযোগের ক্ষেত্রে 1310 এবং 1550nm; 905nm এবং 1550nm লিডার সীমার ক্ষেত্রে; পাম্প অ্যাপ্লিকেশনের জন্য 878nm, 976nm, ইত্যাদি;

যেহেতু দৃশ্যমান হালকা লেজারগুলি 1064nm এর মাধ্যমে 532nm ফ্রিকোয়েন্সি-দ্বিগুণ করতে পারে, তাই 532nm সবুজ লেজারগুলি লেজার প্রক্রিয়াকরণ, চিকিৎসা অ্যাপ্লিকেশন ইত্যাদিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়;

UV লেজারগুলির মধ্যে প্রধানত 355nm এবং 266nm অন্তর্ভুক্ত। যেহেতু ইউভি একটি ঠান্ডা আলোর উত্স, এটি বেশিরভাগই সূক্ষ্ম প্রক্রিয়াকরণ, চিহ্নিতকরণ, চিকিৎসা অ্যাপ্লিকেশন ইত্যাদিতে ব্যবহৃত হয়।

3. কাজের মাধ্যম অনুযায়ী, এটি বিভক্ত: গ্যাস লেজার, ফাইবার লেজার, সলিড লেজার, সেমিকন্ডাক্টর লেজার, ইত্যাদি।

3.1 গ্যাস লেজারগুলির মধ্যে প্রধানত CO2 লেজারগুলি অন্তর্ভুক্ত থাকে, যা কার্যকরী মাধ্যম হিসাবে CO2 গ্যাসের অণু ব্যবহার করে। তাদের লেজার তরঙ্গদৈর্ঘ্য 10.6um এবং 9.6um।

প্রধান বৈশিষ্ট্য:

- তরঙ্গদৈর্ঘ্য অ-ধাতু উপকরণ প্রক্রিয়াকরণের জন্য উপযুক্ত, যা ফাইবার লেজারগুলি অ-ধাতু প্রক্রিয়া করতে পারে না এবং প্রক্রিয়াকরণ ক্ষেত্রে ফাইবার লেজার প্রক্রিয়াকরণ থেকে বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য রয়েছে;

-শক্তি রূপান্তর দক্ষতা প্রায় 20% ~ 25%, ক্রমাগত আউটপুট শক্তি 104W স্তরে পৌঁছাতে পারে, পালস আউটপুট শক্তি 104 জুলের স্তরে পৌঁছাতে পারে এবং পালস প্রস্থ ন্যানোসেকেন্ড স্তরে সংকুচিত হতে পারে;

- তরঙ্গদৈর্ঘ্য বায়ুমণ্ডলীয় উইন্ডোতে সঠিক এবং দৃশ্যমান আলো এবং 1064nm ইনফ্রারেড আলোর তুলনায় মানুষের চোখের জন্য অনেক কম ক্ষতিকারক।

এটি ব্যাপকভাবে উপাদান প্রক্রিয়াকরণ, যোগাযোগ, রাডার, প্ররোচিত রাসায়নিক বিক্রিয়া, সার্জারি ইত্যাদিতে ব্যবহৃত হয়। এটি লেজার-প্ররোচিত থার্মোনিউক্লিয়ার প্রতিক্রিয়া, আইসোটোপের লেজার বিচ্ছেদ এবং লেজার অস্ত্রের জন্যও ব্যবহার করা যেতে পারে।

3.2 ফাইবার লেজার একটি লেজারকে বোঝায় যা বিরল আর্থ এলিমেন্ট-ডপড গ্লাস ফাইবার লাভের মাধ্যম হিসাবে ব্যবহার করে। এর উচ্চতর কর্মক্ষমতা এবং বৈশিষ্ট্য, সেইসাথে খরচ সুবিধার কারণে, এটি বর্তমানে সবচেয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত লেজার। বৈশিষ্ট্য নিম্নরূপ:

(1) ভাল মরীচি গুণমান: অপটিক্যাল ফাইবারের ওয়েভগাইড কাঠামো নির্ধারণ করে যে ফাইবার লেজারটি একক ট্রান্সভার্স মোড আউটপুট প্রাপ্ত করা সহজ, বাহ্যিক কারণগুলির দ্বারা সামান্য প্রভাবিত হয় এবং উচ্চ-উজ্জ্বলতা লেজার আউটপুট অর্জন করতে পারে।

(2) আউটপুট লেজারের অনেক তরঙ্গদৈর্ঘ্য রয়েছে: এর কারণ হল বিরল আর্থ আয়নগুলির শক্তির স্তরগুলি খুব সমৃদ্ধ এবং অনেক ধরণের বিরল আর্থ আয়ন রয়েছে;

(3) উচ্চ দক্ষতা: বাণিজ্যিক ফাইবার লেজারগুলির সামগ্রিক ইলেক্ট্রো-অপটিক্যাল দক্ষতা 25% পর্যন্ত উচ্চ, যা খরচ হ্রাস, শক্তি সংরক্ষণ এবং পরিবেশ সুরক্ষার জন্য উপকারী।

(4) ভাল তাপ অপচয়ের বৈশিষ্ট্য: কাচের উপাদানগুলির একটি অত্যন্ত কম আয়তন-থেকে-অঞ্চল অনুপাত, দ্রুত তাপ অপচয় এবং কম ক্ষতি, তাই রূপান্তর দক্ষতা বেশি এবং লেজারের থ্রেশহোল্ড কম;

(5) কমপ্যাক্ট গঠন এবং উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা: অনুরণিত গহ্বরে কোন অপটিক্যাল লেন্স নেই, যার সুবিধাগুলি সমন্বয়-মুক্ত, রক্ষণাবেক্ষণ-মুক্ত এবং উচ্চ স্থিতিশীলতার সুবিধা রয়েছে, যা ঐতিহ্যগত লেজারগুলির সাথে তুলনাহীন;

(6) কম উত্পাদন খরচ: গ্লাস অপটিক্যাল ফাইবারের কম উত্পাদন খরচ, পরিপক্ক প্রযুক্তি এবং অপটিক্যাল ফাইবারের বায়ুযোগ্যতার কারণে ক্ষুদ্রকরণ এবং তীব্রকরণের সুবিধা রয়েছে।

ফাইবার লেজারগুলিতে লেজার ফাইবার যোগাযোগ, লেজার স্পেস দূর-দূরত্বের যোগাযোগ, শিল্প জাহাজ নির্মাণ, অটোমোবাইল উত্পাদন, লেজার খোদাই, লেজার মার্কিং, লেজার কাটিং, প্রিন্টিং রোলার, সামরিক প্রতিরক্ষা এবং নিরাপত্তা, চিকিৎসা সরঞ্জাম এবং সরঞ্জাম সহ বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে। অন্যান্য লেজার পু ইউয়ান এবং তাই জন্য পাম্প হিসাবে.

3.3 সলিড-স্টেট লেজারের কাজের মাধ্যম হল অন্তরক স্ফটিক, যা সাধারণত অপটিক্যাল পাম্পিং দ্বারা উত্তেজিত হয়।

YAG লেজারগুলি (রুবিডিয়াম-ডোপড ইট্রিয়াম অ্যালুমিনিয়াম গারনেট ক্রিস্টাল) সাধারণত ক্রিপ্টন বা জেনন ল্যাম্পগুলিকে পাম্প ল্যাম্প হিসাবে ব্যবহার করে, কারণ পাম্পের আলোর মাত্র কয়েকটি নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্য Nd আয়ন দ্বারা শোষিত হবে, এবং বেশিরভাগ শক্তি তাপ শক্তিতে রূপান্তরিত হবে। সাধারণত YAG লেজারের শক্তি রূপান্তর দক্ষতা কম। এবং ধীর প্রক্রিয়াকরণের গতি ধীরে ধীরে ফাইবার লেজার দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়।

নতুন সলিড-স্টেট লেজার, একটি উচ্চ-শক্তি সলিড-স্টেট লেজার যা একটি সেমিকন্ডাক্টর লেজার দ্বারা পাম্প করা হয়। সুবিধাগুলি হল উচ্চ শক্তি রূপান্তর দক্ষতা, সেমিকন্ডাক্টর লেজারগুলির ইলেক্ট্রো-অপটিক্যাল রূপান্তর দক্ষতা 50% পর্যন্ত উচ্চ, যা ফ্ল্যাশ ল্যাম্পের তুলনায় অনেক বেশি; অপারেশন চলাকালীন উত্পন্ন প্রতিক্রিয়াশীল তাপ ছোট, মাঝারি তাপমাত্রা স্থিতিশীল, এবং এটি একটি সম্পূর্ণ নিরাময় ডিভাইসে তৈরি করা যেতে পারে, কম্পনের প্রভাব দূর করে, এবং লেজার স্পেকট্রাম লাইনটি সংকীর্ণ, ভাল ফ্রিকোয়েন্সি স্থিতিশীলতা; দীর্ঘ জীবন, সহজ গঠন এবং ব্যবহার করা সহজ।

ফাইবার লেজারের তুলনায় সলিড-স্টেট লেজারের প্রধান সুবিধা হল একক পালস শক্তি বেশি। অতি-সংক্ষিপ্ত পালস মডুলেশনের সাথে মিলিত, ক্রমাগত শক্তি সাধারণত 100W এর উপরে থাকে এবং সর্বোচ্চ পালস শক্তি 109W পর্যন্ত হতে পারে। যাইহোক, যেহেতু কাজের মাধ্যমের প্রস্তুতি আরও জটিল, এটি আরও ব্যয়বহুল।

প্রধান তরঙ্গদৈর্ঘ্য হল 1064nm কাছাকাছি-ইনফ্রারেড, এবং 532nm সলিড-স্টেট লেজার, 355nm সলিড-স্টেট লেজার, এবং 266nm সলিড-স্টেট লেজার ফ্রিকোয়েন্সি দ্বিগুণ করার মাধ্যমে পাওয়া যেতে পারে।

3.4 সেমিকন্ডাক্টর লেজার, যা লেজার ডায়োড নামেও পরিচিত, এটি একটি লেজার যা অর্ধপরিবাহী পদার্থকে তার কার্যকারী পদার্থ হিসাবে ব্যবহার করে।

সেমিকন্ডাক্টর লেজারগুলির জন্য জটিল অনুরণিত গহ্বরের কাঠামোর প্রয়োজন হয় না, তাই তারা ক্ষুদ্রকরণ এবং হালকা প্রয়োজনের জন্য খুব উপযুক্ত। এর ফটোইলেকট্রিক রূপান্তর হার বেশি, এর জীবন দীর্ঘ এবং এটির রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজন হয় না। এটি প্রায়শই পয়েন্টিং, ডিসপ্লে, কমিউনিকেশন রেঞ্জিং এবং অন্যান্য অনুষ্ঠানে ব্যবহৃত হয়। এটি প্রায়শই অন্যান্য লেজারগুলির জন্য একটি পাম্প উত্স হিসাবে ব্যবহৃত হয়। লেজার ডায়োড, লেজার পয়েন্টার এবং অন্যান্য পরিচিত পণ্য সবই সেমিকন্ডাক্টর লেজার ব্যবহার করে।