अल्ट्राशॉर्ट पल्स लेजर की विशेषताएं और अनुप्रयोग क्या हैं?

अल्ट्राशॉर्ट पल्स लेजरचिकित्सा उपचार और ऑप्टिकल रिकॉर्डिंग में व्यापक अनुप्रयोग संभावनाएं हैं, और कई अनुप्रयोग वर्तमान में व्यावहारिकता के प्रायोगिक चरण में हैं, जिनमें भौतिक विज्ञान अनुसंधान में अनुप्रयोग भी शामिल हैं।

इस तकनीक की एक और विशेषता यह है कि उपयोग की जाने वाली दालों की सीमा बहुत व्यापक है। उदाहरण के लिए, सूचना संचार अनुप्रयोगों में, छोटी ऊर्जा (पीजे स्तर) के साथ एकल पल्स की अति-उच्च पुनरावृत्ति आवृत्ति 100 गीगाहर्ट्ज से ऊपर है; स्तर की ऊर्जा सीमा उच्च पुनरावृत्ति दर पर काम करती है; उच्च तीव्रता वाले क्वांटम विज्ञान अनुसंधान अनुप्रयोगों में, पेटावाट (पीडब्लू) स्तर में उच्च शिखर तीव्रता को एकल-आवृत्ति दालों के साथ प्राप्त किया जा सकता है। तरंग दैर्ध्य के संदर्भ में, अल्ट्राशॉर्ट पल्स लेजर आउटपुट तरंग दैर्ध्य के रूपांतरण के माध्यम से, इसे कुछ नैनोमीटर के नरम एक्स-रे क्षेत्र से सबमिलिमीटर तरंगों के बराबर THz पल्स तक संसाधित किया जा सकता है। अनुप्रयोग के दृष्टिकोण से अल्ट्राशॉर्ट पल्स लेजर की यथास्थिति को ध्यान में रखते हुए, उन्हें मोटे तौर पर निम्नलिखित तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है।

(1) भौतिक विज्ञान अनुसंधान के लिए लेजर। यह पहले स्थापित अल्ट्राशॉर्ट पल्स लेजर उपकरणों के अनुप्रयोग का क्षेत्र है। क्योंकि यह एप्लिकेशन पल्स विशेषताओं, जैसे तरंग दैर्ध्य, पल्स अवधि और पल्स ऊर्जा पर विभिन्न आवश्यकताओं को लगाता है, डाई लेजर और एक्सीमर लेजर सहित विभिन्न प्रकार के लेजर का उपयोग किया जा सकता है। प्रदर्शन पर ध्यान देने और लागत पर विचार न करने के मामले में, सॉलिड-स्टेट लेजर का अधिकतर उपयोग किया जाता है। सॉलिड-स्टेट लेज़रों में लचीला प्रदर्शन होता है (पल्स ऊर्जा या पुनरावृत्ति आवृत्ति जैसे मापदंडों को अपेक्षाकृत विस्तृत श्रृंखला में ट्यून किया जा सकता है), जैसे कि परमाणु संलयन इग्निशन के लिए उपयोग किए जाने वाले लेज़र या विभिन्न अनुसंधान उपकरणों में विकसित और उपयोग किए जाने वाले बड़े पैमाने पर लेज़र सिस्टम, सभी इस श्रेणी के हैं.

(2) इसका उपयोग औद्योगिक उपकरण अनुप्रयोगों के लिए लेजर के रूप में किए जाने की उम्मीद है। मुख्य रूप से माप और प्रसंस्करण के क्षेत्र में माना जाता है। शॉर्ट-पल्स लेजर का उपयोग करके आदर्श प्रसंस्करण परिणाम प्राप्त किए जा सकते हैं, लेकिन उपकरण की विश्वसनीयता या रखरखाव और लागत पर विचार किया जाना चाहिए। हाल के वर्षों में, मोड-लॉक सॉलिड-स्टेट लेजर की विश्वसनीयता में सुधार और उच्च-शक्ति फाइबर लेजर के उद्भव के साथ, लोगों को इस क्षेत्र के विकास के लिए उच्च उम्मीदें हैं।

(3) ऑप्टिकल सूचना संचार प्रणाली उपकरणों के रूप में सेमीकंडक्टर लेजर और फाइबर लेजर। जहां तक ​​इस औद्योगिक अनुप्रयोग का सवाल है, सामाजिक लाभ सबसे बड़े हैं, लेकिन यह बाजार स्थितियों और सूचना और संचार नीतियों जैसी सामाजिक स्थितियों से भी आसानी से प्रभावित होता है। लोगों को आज भी आईटी बुलबुले के फूटने से आई उद्योग जगत की मंदी याद है। डिवाइस के प्रदर्शन के अलावा, इसकी विश्वसनीयता, लागत और पर्यावरण संरक्षण जैसे मुद्दों पर भी विचार किया जाना चाहिए, और तकनीकी आवश्यकताएं सख्त हैं। दीर्घकालिक दृष्टिकोण से, संचार का क्षेत्र सबसे अधिक उम्मीदों वाला क्षेत्र है।

हाल के वर्षों में, अल्ट्राशॉर्ट पल्स लाइट तकनीक को लोकप्रिय बनाया गया है, और 1990 के दशक से, विभिन्न ट्यून करने योग्य अल्ट्राशॉर्ट पल्स मोड-लॉक सॉलिड-स्टेट लेजर को व्यावहारिक उपयोग में लाया गया है। एक ट्यून करने योग्य लेजर एक फोटॉन-सीमित लेजर है जिसमें लेजर का निचला ऊर्जा स्तर कंपन से उत्तेजित अवस्था में होता है, जो दोलन आवृत्ति बैंड को चौड़ा करता है।

एक विशिष्ट टीआई: नीलमणि लेजर स्थिर रूप से काम करता है, जिससे 1 डब्ल्यू की औसत आउटपुट पावर के साथ अल्ट्राशॉर्ट (सबसे छोटा लगभग 5 एफएस) स्पंदित प्रकाश प्राप्त होता है। यदि वाईबी आयनों के साथ डोप किए गए लेजर क्रिस्टल का उपयोग किया जाता है, तो उच्च औसत आउटपुट पावर के साथ उप-पिकोसेकंड पल्स आउटपुट होता है प्राप्त किया जा सकता है।

लघु पल्स लेजर के अनुप्रयोग

पीसीबी और एफपीसी को काटते और ड्रिल करते समय, गर्मी से प्रभावित क्षेत्र को कम करना बहुत महत्वपूर्ण है। कटी हुई सतह या छेद के पास की सामग्री का ताप प्रभावित क्षेत्र कुछ हद तक एक प्रकार का तापीय क्षरण है। अल्ट्राशॉर्ट पल्स चौड़ाई लेजर का उपयोग गर्मी से प्रभावित क्षेत्र को कम करता है। अल्ट्राशॉर्ट पल्स लेजर प्रोसेसिंग प्रक्रिया को "कूलर" यानी "कोल्ड प्रोसेसिंग" बना सकते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि पल्स अवधि कार्बनिक पदार्थों में थर्मल प्रसार समय से कम है, जिसका अर्थ है कि लेजर पल्स ऊर्जा का अधिकांश हिस्सा फैलने से पहले उत्सर्जित सामग्री द्वारा दूर ले जाया जाता है।

फेमटोसेकंड और पिकोसेकंड रेंज में पल्स चौड़ाई के साथ अल्ट्राशॉर्ट पल्स लेजर (यूएसपी) ऊर्जा को लेजर स्पॉट के आसपास तक सीमित कर सकते हैं। जब बिजली घनत्व प्रति वर्ग सेंटीमीटर दसियों गीगावॉट तक पहुंच जाता है, तो लेजर प्रसंस्करण एक "ठंडी" पृथक्करण स्थिति प्राप्त करेगा, अर्थात, इस मामले में, अधिकांश सामग्री सीधे लेजर-निर्देशित क्षेत्र से वाष्पित हो जाती है। इस तरह, घटनास्थल के पास होने वाली अप्रत्यक्ष क्षति काफी कम हो जाती है, क्योंकि सामग्री थोड़े समय में वाष्पित हो जाती है और गर्मी को संचालित होने का समय नहीं मिलता है। अवशोषित ऊर्जा का अधिकांश भाग अपघटित पदार्थ द्वारा गतिज ऊर्जा के रूप में ले जाया जाता है। दुर्भाग्य से, वर्तमान में, अल्ट्राशॉर्ट पल्स लेजर को औद्योगिक उत्पादन में लागू करना मुश्किल है। मुख्य कारण यह है कि कम औसत शक्ति के कारण प्रसंस्करण गति धीमी है, इसलिए स्वचालित सामग्री प्रसंस्करण उपकरण के साथ संयोजन करना मुश्किल है। इसके अलावा, लेज़र आकार में अपेक्षाकृत बड़ा होता है (समर्पित लेज़र ऑप्टिकल प्लेटफ़ॉर्म पर बनाए जाते हैं)।

यद्यपि अल्ट्राशॉर्ट-पल्स लेजर की पल्स ऊर्जा नैनोसेकंड लेजर की तुलना में बहुत छोटी है, इन लेजर की निचली एब्लेशन थ्रेशोल्ड (उच्च प्रसंस्करण दक्षता) कम पल्स ऊर्जा को ऑफसेट करती है, इसलिए उपज अधिक होती है। इसके अलावा, अल्ट्राशॉर्ट-पल्स लेजर में तेजी से एकाधिक प्रसंस्करण का समर्थन करने के लिए उच्च पल्स पुनरावृत्ति दर होती है, जो उन्हें सब्सट्रेट्स, आमतौर पर सिरेमिक के शीर्ष पर पतली परतों को चुनिंदा रूप से संसाधित करने के लिए आदर्श बनाती है।

अल्ट्राफास्ट लेजर द्वारा प्रदान किया गयाJTBYShield लेजर प्रौद्योगिकी कं, लिमिटेडआज बाजार में स्वामित्व की सबसे कम लागत वाली फेमटोसेकंड लेजर प्रवर्धन प्रणाली है। यह उच्च-शक्ति फेमटोसेकंड पल्स उत्पन्न करने के लिए सभी घटकों को एक बॉक्स में एकीकृत करता है, और बीज स्रोत के रूप में एक एर्बियम-डोप्ड फाइबर फेमटोसेकंड लेजर का उपयोग करता है, साथ ही समायोजन के बिना विशेष डिजाइन (नॉटवीक), दुनिया का अनूठा, अल्ट्रा-स्थिर बनाता है। अल्ट्रा-कॉम्पैक्ट सीपीए श्रृंखला टाइटेनियम नीलमणि चिरप्ड पल्स एम्प्लीफिकेशन सिस्टम।

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