লেজারের নীতি ও প্রকারভেদ

নীতিমালা এবং প্রকারভেদলেজার
লেজার কী?
লেজার (উদ্দীপিত বিকিরণ নিঃসরণের মাধ্যমে আলোর বিবর্ধন); এ বিষয়ে আরও ভালোভাবে বোঝার জন্য নিচের ছবিটি দেখুন:

উচ্চ শক্তিস্তরে থাকা একটি পরমাণু স্বতঃস্ফূর্তভাবে নিম্ন শক্তিস্তরে নেমে আসে এবং একটি ফোটন নির্গত করে, এই প্রক্রিয়াকে স্বতঃস্ফূর্ত বিকিরণ বলা হয়।
জনপ্রিয় ঘটনাটিকে এভাবে বোঝা যেতে পারে: মাটিতে থাকা একটি বলই তার জন্য সবচেয়ে উপযুক্ত অবস্থান, যখন বাহ্যিক শক্তি দ্বারা বলটিকে বাতাসে ঠেলে দেওয়া হয় (যাকে পাম্পিং বলা হয়), ঠিক যে মুহূর্তে বাহ্যিক শক্তিটি অদৃশ্য হয়ে যায়, বলটি একটি উচ্চ উচ্চতা থেকে নিচে পড়ে এবং একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ শক্তি নির্গত করে। যদি বলটি একটি নির্দিষ্ট পরমাণু হয়, তবে এই রূপান্তরের সময় সেই পরমাণুটি একটি নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের ফোটন নির্গত করে।

লেজারের শ্রেণিবিন্যাস
মানুষ লেজার উৎপাদনের নীতিতে দক্ষতা অর্জন করে বিভিন্ন ধরনের লেজার তৈরি করতে শুরু করেছে। লেজারের কার্যকারী উপাদান অনুসারে শ্রেণীবদ্ধ করলে, একে গ্যাস লেজার, সলিড লেজার, সেমিকন্ডাক্টর লেজার ইত্যাদিতে ভাগ করা যায়।
১, গ্যাস লেজারের শ্রেণিবিভাগ: পরমাণু, অণু, আয়ন;
গ্যাস লেজারের কার্যকারী পদার্থ হলো গ্যাস বা ধাতব বাষ্প, যার বৈশিষ্ট্য হলো বিস্তৃত তরঙ্গদৈর্ঘ্যের লেজার আউটপুট। সবচেয়ে প্রচলিত হলো CO2 লেজার, যেখানে CO2-কে কার্যকারী পদার্থ হিসেবে ব্যবহার করে বৈদ্যুতিক ডিসচার্জের মাধ্যমে উত্তেজিত করে ১০.৬ মাইক্রোমিটারের ইনফ্রারেড লেজার উৎপন্ন করা হয়।
যেহেতু গ্যাস লেজারের কার্যকারী পদার্থ গ্যাস, লেজারটির সামগ্রিক গঠন অনেক বড় এবং এর আউটপুট তরঙ্গদৈর্ঘ্যও অনেক দীর্ঘ, তাই এর বস্তু প্রক্রিয়াকরণের কার্যক্ষমতা ভালো নয়। এই কারণে, গ্যাস লেজারগুলো শীঘ্রই বাজার থেকে বিলুপ্ত হয়ে যায় এবং শুধুমাত্র কিছু নির্দিষ্ট ক্ষেত্রে, যেমন কিছু প্লাস্টিকের যন্ত্রাংশে লেজার মার্কিং করার কাজে ব্যবহৃত হতে থাকে।
2, কঠিন লেজারশ্রেণীবিভাগ: রুবি, এনডি:ওয়াইএজি, ইত্যাদি;
সলিড স্টেট লেজারের কার্যকারী উপাদান হলো রুবি, নিওডাইমিয়াম গ্লাস, ইট্রিয়াম অ্যালুমিনিয়াম গারনেট (YAG) ইত্যাদি, যার ম্যাট্রিক্স হিসেবে উপাদানটির স্ফটিক বা কাঁচের মধ্যে অল্প পরিমাণে আয়ন সুষমভাবে অন্তর্ভুক্ত থাকে, এবং এই আয়নগুলোকে সক্রিয় আয়ন বলা হয়।
সলিড-স্টেট লেজার একটি কার্যকারী পদার্থ, একটি পাম্পিং সিস্টেম, একটি রেজোনেটর এবং একটি শীতলীকরণ ও ফিল্টারিং সিস্টেম দ্বারা গঠিত। নিচের ছবির মাঝখানে থাকা কালো বর্গক্ষেত্রটি হলো একটি লেজার ক্রিস্টাল, যা দেখতে হালকা রঙের স্বচ্ছ কাচের মতো এবং এটি বিরল মৃত্তিকা ধাতু দ্বারা ডোপ করা একটি স্বচ্ছ ক্রিস্টাল দিয়ে গঠিত। বিরল মৃত্তিকা ধাতব পরমাণুর বিশেষ গঠনই হলো এমন যে, যখন কোনো আলোক উৎস দ্বারা এটি আলোকিত হয়, তখন এটি কণার বিন্যাসে একটি বিপরীতমুখী পরিবর্তন ঘটায় (সহজভাবে বুঝুন, মাটিতে থাকা অনেকগুলো বলকে বাতাসে ঠেলে দিলে যেমন হয়), এবং এই কণাগুলোর রূপান্তরের সময় ফোটন নির্গত করে। যখন ফোটনের সংখ্যা যথেষ্ট পরিমাণে হয়, তখন লেজার গঠিত হয়। নির্গত লেজার যাতে একমুখীভাবে আউটপুট হয় তা নিশ্চিত করার জন্য, এখানে পূর্ণ-প্রতিফলক দর্পণ (বাম দিকের লেন্স) এবং অর্ধ-প্রতিফলক আউটপুট দর্পণ (ডান দিকের লেন্স) রয়েছে। লেজার আউটপুট হওয়ার পর একটি নির্দিষ্ট অপটিক্যাল ডিজাইনের মধ্য দিয়ে গিয়ে লেজার শক্তি গঠন করে।

3, সেমিকন্ডাক্টর লেজার
সেমিকন্ডাক্টর লেজারকে সহজভাবে একটি ফটোডায়োড হিসেবে বোঝা যায়। এই ডায়োডে একটি PN জংশন থাকে এবং এতে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ তড়িৎপ্রবাহ যোগ করা হলে সেমিকন্ডাক্টরের মধ্যে ইলেকট্রনীয় রূপান্তর ঘটে এবং ফোটন নির্গত হয়, যার ফলে লেজার উৎপন্ন হয়। যখন সেমিকন্ডাক্টর থেকে নির্গত লেজার শক্তি কম হয়, তখন এই স্বল্প-ক্ষমতার সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসটিকে পাম্প উৎস (উত্তেজক উৎস) হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে।ফাইবার লেজারএর ফলে ফাইবার লেজার গঠিত হয়। যদি সেমিকন্ডাক্টর লেজারের শক্তি আরও বাড়িয়ে এমন পর্যায়ে আনা হয় যে এটিকে সরাসরি উপকরণ প্রক্রিয়াকরণে আউটপুট করা যায়, তবে এটি একটি ডাইরেক্ট সেমিকন্ডাক্টর লেজারে পরিণত হয়। বর্তমানে, বাজারে উপলব্ধ ডাইরেক্ট সেমিকন্ডাক্টর লেজারগুলো ১০,০০০-ওয়াট পর্যায়ে পৌঁছেছে।

উপরোক্ত বিভিন্ন লেজার ছাড়াও, মানুষ তরল লেজারও আবিষ্কার করেছে, যা ফুয়েল লেজার নামেও পরিচিত। তরল লেজারগুলো আয়তন এবং কার্যকারী পদার্থের দিক থেকে কঠিন পদার্থের চেয়ে বেশি জটিল এবং এগুলো খুব কমই ব্যবহৃত হয়।