লেজার নীতি এবং এর প্রয়োগ

লেজার বলতে উদ্দীপিত বিকিরণ পরিবর্ধন এবং প্রয়োজনীয় প্রতিক্রিয়ার মাধ্যমে সমন্বিত, একরঙা, সুসংগত আলোক রশ্মি তৈরির প্রক্রিয়া এবং যন্ত্রকে বোঝায়। মূলত, লেজার তৈরির জন্য তিনটি উপাদানের প্রয়োজন হয়: একটি "অনুরণনকারী", একটি "লাভ মাধ্যম" এবং একটি "পাম্পিং উৎস"।

ক. নীতি

একটি পরমাণুর গতি অবস্থাকে বিভিন্ন শক্তি স্তরে ভাগ করা যায়, এবং যখন পরমাণু উচ্চ শক্তি স্তর থেকে নিম্ন শক্তি স্তরে রূপান্তরিত হয়, তখন এটি সংশ্লিষ্ট শক্তির ফোটন (তথাকথিত স্বতঃস্ফূর্ত বিকিরণ) নির্গত করে। একইভাবে, যখন একটি ফোটন একটি শক্তি স্তর ব্যবস্থায় আবদ্ধ হয় এবং এটি দ্বারা শোষিত হয়, তখন এটি পরমাণুকে নিম্ন শক্তি স্তর থেকে উচ্চ শক্তি স্তরে (তথাকথিত উত্তেজিত শোষণ) রূপান্তরিত করে; তারপর, উচ্চ শক্তি স্তরে রূপান্তরিত কিছু পরমাণু নিম্ন শক্তি স্তরে রূপান্তরিত হয় এবং ফোটন (তথাকথিত উদ্দীপিত বিকিরণ) নির্গত করে। এই গতিবিধি বিচ্ছিন্নভাবে ঘটে না, বরং প্রায়শই সমান্তরালভাবে ঘটে। যখন আমরা উপযুক্ত মাধ্যম, অনুরণনকারী, পর্যাপ্ত বাহ্যিক বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র ব্যবহার করার মতো একটি অবস্থা তৈরি করি, তখন উদ্দীপিত বিকিরণকে প্রশস্ত করা হয় যাতে উদ্দীপিত শোষণের চেয়ে বেশি ফোটন নির্গত হয়, যার ফলে লেজার আলো তৈরি হয়।

খ. শ্রেণীবিভাগ

লেজার তৈরির মাধ্যম অনুসারে, লেজারকে তরল লেজার, গ্যাস লেজার এবং কঠিন লেজারে ভাগ করা যায়। এখন সবচেয়ে সাধারণ সেমিকন্ডাক্টর লেজার হল এক ধরণের কঠিন-অবস্থা লেজার।

গ. রচনা

বেশিরভাগ লেজার তিনটি অংশ নিয়ে গঠিত: উত্তেজনা ব্যবস্থা, লেজার উপাদান এবং অপটিক্যাল রেজোনেটর। উত্তেজনা ব্যবস্থা হল এমন ডিভাইস যা আলো, বৈদ্যুতিক বা রাসায়নিক শক্তি উৎপন্ন করে। বর্তমানে, ব্যবহৃত প্রধান উদ্দীপক মাধ্যম হল আলো, বিদ্যুৎ বা রাসায়নিক বিক্রিয়া। লেজার পদার্থ হল এমন পদার্থ যা লেজার আলো উৎপন্ন করতে পারে, যেমন রুবি, বেরিলিয়াম গ্লাস, নিয়ন গ্যাস, সেমিকন্ডাক্টর, জৈব রঞ্জক ইত্যাদি। অপটিক্যাল রেজোন্যান্স নিয়ন্ত্রণের ভূমিকা হল আউটপুট লেজারের উজ্জ্বলতা বৃদ্ধি করা, লেজারের তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং দিক সমন্বয় করা এবং নির্বাচন করা।

ঘ. আবেদন

লেজার ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, প্রধানত ফাইবার যোগাযোগ, লেজার রেঞ্জিং, লেজার কাটিং, লেজার অস্ত্র, লেজার ডিস্ক ইত্যাদি।

ই. ইতিহাস

১৯৫৮ সালে, আমেরিকান বিজ্ঞানী জিয়াওলুও এবং টাউনস একটি জাদুকরী ঘটনা আবিষ্কার করেন: যখন তারা অভ্যন্তরীণ আলোক বাল্ব থেকে নির্গত আলোকে একটি বিরল পৃথিবীর স্ফটিকের উপর স্থাপন করেন, তখন স্ফটিকের অণুগুলি উজ্জ্বল, সর্বদা একসাথে শক্তিশালী আলো নির্গত করে। এই ঘটনা অনুসারে, তারা "লেজার নীতি" প্রস্তাব করেন, অর্থাৎ, যখন পদার্থটি তার অণুগুলির প্রাকৃতিক দোলন ফ্রিকোয়েন্সির সমান শক্তি দ্বারা উত্তেজিত হয়, তখন এটি এই শক্তিশালী আলো তৈরি করবে যা বিচ্যুত হয় না - লেজার। তারা এর জন্য গুরুত্বপূর্ণ কাগজপত্র খুঁজে পেয়েছেন।

সায়োলো এবং টাউনসের গবেষণার ফলাফল প্রকাশের পর, বিভিন্ন দেশের বিজ্ঞানীরা বিভিন্ন পরীক্ষামূলক পরিকল্পনা প্রস্তাব করেছিলেন, কিন্তু তারা সফল হননি। ১৯৬০ সালের ১৫ মে, ক্যালিফোর্নিয়ার হিউজ ল্যাবরেটরির বিজ্ঞানী মেম্যান ঘোষণা করেন যে তিনি ০.৬৯৪৩ মাইক্রন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের একটি লেজার পেয়েছেন, যা ছিল মানুষের দ্বারা প্রাপ্ত প্রথম লেজার, এবং মেম্যান এইভাবে বিশ্বের প্রথম বিজ্ঞানী হয়ে ওঠেন যিনি ব্যবহারিক ক্ষেত্রে লেজার প্রবর্তন করেন।

৭ জুলাই, ১৯৬০ সালে, মেম্যান বিশ্বের প্রথম লেজারের জন্মের ঘোষণা দেন। মেম্যানের পরিকল্পনা হল একটি উচ্চ-তীব্রতার ফ্ল্যাশ টিউব ব্যবহার করে একটি রুবি স্ফটিকের ক্রোমিয়াম পরমাণুকে উদ্দীপিত করা, এইভাবে একটি খুব ঘনীভূত পাতলা লাল আলোর কলাম তৈরি করা, যখন এটি একটি নির্দিষ্ট বিন্দুতে নিক্ষেপ করা হয়, তখন এটি সূর্যের পৃষ্ঠের চেয়ে বেশি তাপমাত্রায় পৌঁছাতে পারে।

সোভিয়েত বিজ্ঞানী এইচ.জি. বাসভ ১৯৬০ সালে সেমিকন্ডাক্টর লেজার আবিষ্কার করেন। সেমিকন্ডাক্টর লেজারের গঠন সাধারণত পি স্তর, এন স্তর এবং সক্রিয় স্তর দিয়ে গঠিত যা দ্বৈত হেটেরোজংশন গঠন করে। এর বৈশিষ্ট্যগুলি হল: ছোট আকার, উচ্চ সংযোগ দক্ষতা, দ্রুত প্রতিক্রিয়া গতি, তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং আকার অপটিক্যাল ফাইবার আকারের সাথে মানানসই, সরাসরি মড্যুলেট করা যায়, ভাল সমন্বয়।

ছয়, লেজারের কিছু প্রধান প্রয়োগের দিকনির্দেশনা

F. লেজার যোগাযোগ

তথ্য প্রেরণের জন্য আলোর ব্যবহার আজকাল খুবই সাধারণ। উদাহরণস্বরূপ, জাহাজ যোগাযোগের জন্য আলো ব্যবহার করে এবং ট্র্যাফিক লাইট লাল, হলুদ এবং সবুজ ব্যবহার করে। কিন্তু সাধারণ আলো ব্যবহার করে তথ্য প্রেরণের এই সমস্ত উপায় কেবল স্বল্প দূরত্বের মধ্যেই সীমাবদ্ধ থাকতে পারে। আপনি যদি আলোর মাধ্যমে সরাসরি দূরবর্তী স্থানে তথ্য প্রেরণ করতে চান, তাহলে আপনি সাধারণ আলো ব্যবহার করতে পারবেন না, তবে কেবল লেজার ব্যবহার করতে পারবেন।

তাহলে লেজার কীভাবে সরবরাহ করবেন? আমরা জানি যে তামার তারের মাধ্যমে বিদ্যুৎ বহন করা যেতে পারে, কিন্তু সাধারণ ধাতব তারের মাধ্যমে আলো বহন করা যায় না। এই লক্ষ্যে, বিজ্ঞানীরা একটি ফিলামেন্ট তৈরি করেছেন যা আলো প্রেরণ করতে পারে, যাকে অপটিক্যাল ফাইবার বলা হয়, যাকে ফাইবার বলা হয়। অপটিক্যাল ফাইবার বিশেষ কাচের উপকরণ দিয়ে তৈরি, ব্যাস মানুষের চুলের চেয়েও পাতলা, সাধারণত ৫০ থেকে ১৫০ মাইক্রন এবং খুব নরম।

প্রকৃতপক্ষে, ফাইবারের ভেতরের কোরটি স্বচ্ছ অপটিক্যাল কাচের উচ্চ প্রতিসরাঙ্কযুক্ত, এবং বাইরের আবরণটি কম প্রতিসরাঙ্কযুক্ত কাচ বা প্লাস্টিক দিয়ে তৈরি। এই ধরনের কাঠামো, একদিকে, আলোকে অভ্যন্তরীণ কোর বরাবর প্রতিসরাঙ্কিত করতে পারে, ঠিক যেমন জলের পাইপে জল সামনের দিকে প্রবাহিত হয়, তারে বিদ্যুৎ সম্মুখে প্রেরণ করা হয়, এমনকি হাজার হাজার মোচড় এবং বাঁকের কোনও প্রভাব না থাকলেও। অন্যদিকে, কম প্রতিসরাঙ্কযুক্ত আবরণ আলোকে বেরিয়ে যাওয়া থেকে বিরত রাখতে পারে, ঠিক যেমন জলের পাইপ চুইয়ে পড়ে না এবং তারের অন্তরক স্তর বিদ্যুৎ পরিচালনা করে না।

অপটিক্যাল ফাইবারের আবির্ভাব আলো প্রেরণের পথ সমাধান করে, কিন্তু এর অর্থ এই নয় যে এর সাহায্যে, যেকোনো আলো খুব দূরে প্রেরণ করা যেতে পারে। শুধুমাত্র উচ্চ উজ্জ্বলতা, বিশুদ্ধ রঙ, ভালো দিকনির্দেশনামূলক লেজার, তথ্য প্রেরণের জন্য সবচেয়ে আদর্শ আলোর উৎস, এটি ফাইবারের এক প্রান্ত থেকে ইনপুট, প্রায় কোনও ক্ষতি এবং অন্য প্রান্ত থেকে আউটপুট হয় না। অতএব, অপটিক্যাল যোগাযোগ মূলত লেজার যোগাযোগ, যার বৃহৎ ক্ষমতা, উচ্চমানের, উপকরণের বিস্তৃত উৎস, শক্তিশালী গোপনীয়তা, স্থায়িত্ব ইত্যাদি সুবিধা রয়েছে এবং বিজ্ঞানীরা এটিকে যোগাযোগের ক্ষেত্রে একটি বিপ্লব হিসেবে প্রশংসা করেছেন এবং প্রযুক্তিগত বিপ্লবের সবচেয়ে উজ্জ্বল অর্জনগুলির মধ্যে একটি।