"ক্রায়োজেনিক লেজার" কী? আসলে, এটি একটিলেজারযার জন্য লাভ মাধ্যমের নিম্ন তাপমাত্রার অপারেশন প্রয়োজন।
কম তাপমাত্রায় লেজার ব্যবহারের ধারণাটি নতুন নয়: ইতিহাসের দ্বিতীয় লেজারটি ছিল ক্রায়োজেনিক। প্রাথমিকভাবে, ধারণাটি ঘরের তাপমাত্রায় কাজ করা কঠিন ছিল এবং কম তাপমাত্রায় কাজের প্রতি উৎসাহ শুরু হয় 1990-এর দশকে উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন লেজার এবং পরিবর্ধক তৈরির মাধ্যমে।
উচ্চ ক্ষমতায়লেজার উৎস, ডিপোলারাইজেশন লস, থার্মাল লেন্স বা লেজার স্ফটিক বাঁকানোর মতো তাপীয় প্রভাবগুলি এর কর্মক্ষমতাকে প্রভাবিত করতে পারেআলোর উৎসকম তাপমাত্রার শীতলীকরণের মাধ্যমে, অনেক ক্ষতিকারক তাপীয় প্রভাব কার্যকরভাবে দমন করা যেতে পারে, অর্থাৎ, লাভ মাধ্যমটিকে 77K বা এমনকি 4K পর্যন্ত ঠান্ডা করতে হবে। শীতলকরণ প্রভাবের মধ্যে প্রধানত অন্তর্ভুক্ত রয়েছে:
লাভ মাধ্যমের বৈশিষ্ট্যগত পরিবাহিতা ব্যাপকভাবে বাধাগ্রস্ত হয়, প্রধানত দড়ির গড় মুক্ত পথ বৃদ্ধির কারণে। ফলস্বরূপ, তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্ট নাটকীয়ভাবে হ্রাস পায়। উদাহরণস্বরূপ, যখন তাপমাত্রা 300K থেকে 77K এ কমানো হয়, তখন YAG স্ফটিকের তাপীয় পরিবাহিতা সাত গুণ বৃদ্ধি পায়।
তাপীয় বিস্তার সহগও তীব্রভাবে হ্রাস পায়। এর ফলে, তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্ট হ্রাসের সাথে, তাপীয় লেন্সিং প্রভাব হ্রাস পায় এবং ফলস্বরূপ চাপ বিদারণের সম্ভাবনা হ্রাস পায়।
থার্মো-অপটিক্যাল সহগও হ্রাস পায়, যা তাপীয় লেন্সের প্রভাবকে আরও হ্রাস করে।
বিরল আর্থ আয়নের শোষণ ক্রস সেকশন বৃদ্ধি মূলত তাপীয় প্রভাবের কারণে সম্প্রসারণ হ্রাসের কারণে ঘটে। অতএব, স্যাচুরেশন শক্তি হ্রাস পায় এবং লেজার লাভ বৃদ্ধি পায়। অতএব, থ্রেশহোল্ড পাম্প শক্তি হ্রাস পায় এবং Q সুইচটি কাজ করার সময় ছোট পালস পাওয়া যায়। আউটপুট কাপলারের ট্রান্সমিট্যান্স বৃদ্ধি করে, ঢাল দক্ষতা উন্নত করা যেতে পারে, তাই পরজীবী গহ্বর ক্ষতির প্রভাব কম গুরুত্বপূর্ণ হয়ে ওঠে।
কোয়াসি-থ্রি-লেভেল গেইন মিডিয়ামের মোট নিম্ন স্তরের কণা সংখ্যা হ্রাস পায়, ফলে থ্রেশহোল্ড পাম্পিং শক্তি হ্রাস পায় এবং পাওয়ার দক্ষতা উন্নত হয়। উদাহরণস্বরূপ, Yb:YAG, যা 1030nm এ আলো উৎপন্ন করে, ঘরের তাপমাত্রায় কোয়াসি-থ্রি-লেভেল সিস্টেম হিসাবে দেখা যেতে পারে, তবে 77K এ একটি চার-লেভেল সিস্টেম হিসাবে দেখা যেতে পারে। Er: YAG এর ক্ষেত্রেও একই কথা প্রযোজ্য।
লাভ মাধ্যমের উপর নির্ভর করে, কিছু শোধন প্রক্রিয়ার তীব্রতা হ্রাস পাবে।
উপরের বিষয়গুলির সাথে মিলিত হয়ে, কম তাপমাত্রার অপারেশন লেজারের কর্মক্ষমতা ব্যাপকভাবে উন্নত করতে পারে। বিশেষ করে, কম তাপমাত্রার কুলিং লেজারগুলি তাপীয় প্রভাব ছাড়াই খুব উচ্চ আউটপুট শক্তি অর্জন করতে পারে, অর্থাৎ, ভাল রশ্মির গুণমান অর্জন করা যেতে পারে।
বিবেচনা করার মতো একটি বিষয় হল, ক্রায়োকুলড লেজার স্ফটিকের ক্ষেত্রে, বিকিরণিত আলো এবং শোষিত আলোর ব্যান্ডউইথ হ্রাস পাবে, ফলে তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সুরের পরিসর সংকুচিত হবে এবং পাম্প করা লেজারের রেখার প্রস্থ এবং তরঙ্গদৈর্ঘ্যের স্থায়িত্ব আরও কঠোর হবে। তবে, এই প্রভাব সাধারণত বিরল।
ক্রায়োজেনিক কুলিং সাধারণত তরল নাইট্রোজেন বা তরল হিলিয়াম জাতীয় কুল্যান্ট ব্যবহার করে এবং আদর্শভাবে রেফ্রিজারেন্টটি লেজার স্ফটিকের সাথে সংযুক্ত একটি নলের মাধ্যমে সঞ্চালিত হয়। কুল্যান্ট সময়মতো পুনরায় পূরণ করা হয় অথবা একটি বন্ধ লুপে পুনর্ব্যবহৃত করা হয়। শক্ত হওয়া এড়াতে, সাধারণত লেজার স্ফটিকটি একটি ভ্যাকুয়াম চেম্বারে স্থাপন করা প্রয়োজন।
কম তাপমাত্রায় কাজ করে এমন লেজার স্ফটিকের ধারণাটি অ্যামপ্লিফায়ারগুলিতেও প্রয়োগ করা যেতে পারে। টাইটানিয়াম নীলকান্তমণি ইতিবাচক প্রতিক্রিয়া অ্যামপ্লিফায়ার তৈরি করতে ব্যবহার করা যেতে পারে, যার গড় আউটপুট শক্তি দশ ওয়াটে।
যদিও ক্রায়োজেনিক কুলিং ডিভাইসগুলি জটিল করে তুলতে পারেলেজার সিস্টেম, সাধারণ কুলিং সিস্টেমগুলি প্রায়শই কম সহজ হয় এবং ক্রায়োজেনিক কুলিং এর দক্ষতা জটিলতা কিছুটা হ্রাস করতে সাহায্য করে।
পোস্টের সময়: জুলাই-১৪-২০২৩