লেজার প্রযুক্তি সব দিক থেকে মানুষের জীবনে প্রবেশ করেছে, কিন্তু লেজার জেনারেটর অনেক ধরনের আছে, যার প্রতিটির তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য রয়েছে, তাই প্রয়োগের ক্ষেত্রগুলিও ভিন্ন। আমি বিশ্বাস করি যে জটিল ধরণের লেজার জেনারেটরের মুখে বেশিরভাগ লোকেরা কিছুটা মাথাব্যথা অনুভব করে। অতএব, এই নিবন্ধটি একের পর এক লেজার জেনারেটরের বিভিন্ন ধরণের বৈশিষ্ট্য এবং ব্যবহারিক প্রয়োগগুলির সংক্ষিপ্তসার এবং ব্যাখ্যা করে।
বিভিন্ন কার্যকরী মাধ্যম অনুসারে, লেজার জেনারেটরগুলিকে 6 প্রকারে ভাগ করা হয়েছে: সলিড-স্টেট, গ্যাস, রঞ্জক, ডায়োড, ফাইবার এবং মুক্ত ইলেকট্রন লেজার জেনারেটর। এর মধ্যে, সলিড-স্টেট এবং গ্যাস লেজারের অনেক উপবিভাগ রয়েছে। মুক্ত ইলেকট্রন লেজার ব্যতীত, বিভিন্ন লেজারের মৌলিক কাজের নীতি একই, যার মধ্যে রয়েছে পাম্প সোর্স, অপটিক্যাল রেজোনেটর এবং লাভ মিডিয়াম।
সলিড স্টেট লেজার জেনারেটর
সলিড-স্টেট লেজার জেনারেটরগুলিতে, আলো সাধারণত পাম্পের উত্স হিসাবে ব্যবহৃত হয় এবং যে ক্রিস্টাল বা গ্লাস আলো তৈরি করতে পারে তাকে কার্যকারী উপাদান বলা হয়। উপাদান একটি ম্যাট্রিক্স এবং একটি সক্রিয় আয়ন গঠিত হয়. ম্যাট্রিক্স উপাদান সক্রিয় আয়নের জন্য একটি উপযুক্ত অস্তিত্ব এবং কাজের পরিবেশ প্রদান করে এবং সক্রিয় আয়ন লেজার জেনারেশন প্রক্রিয়া সম্পন্ন করে। সাধারণত ব্যবহৃত সক্রিয় আয়ন হল ট্রানজিশন ধাতব আয়ন, যেমন ক্রোমিয়াম, কোবাল্ট, নিকেল এবং অন্যান্য আয়ন এবং বিরল আর্থ ধাতব আয়ন, যেমন নিওডিয়ামিয়াম আয়ন। ডাইইলেকট্রিক ফিল্মের সাথে প্রলেপযুক্ত আয়নাগুলি অনুরণনকারী আয়না হিসাবে ব্যবহৃত হয়, যার একটি পূর্ণ আয়না এবং অন্যটি একটি অর্ধ আয়না। বিভিন্ন সক্রিয় আয়ন, বিভিন্ন ম্যাট্রিক্স উপকরণ এবং আলোর উত্তেজনার বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্য ব্যবহার করার সময়, বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বিভিন্ন লেজার নির্গত হবে।
রুবি লেজার জেনারেটরের লেজার তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আউটপুট হল 694.3nm, এবং ফটোইলেকট্রিক রূপান্তর হার কম, মাত্র 0.1%। যাইহোক, এর ফ্লুরোসেন্ট লাইফ দীর্ঘ, যা শক্তি সঞ্চয়ের জন্য উপযোগী, এবং এটি উচ্চ পালস পিক পাওয়ার আউটপুট করতে পারে। একটি পেন কোর এবং একটি লম্বা আঙুলের পুরুত্বের একটি রুবি রড দ্বারা উত্পন্ন লেজারটি সহজেই লোহার পাতটি ভেদ করতে পারে। আরও দক্ষ YAG লেজার সিস্টেমের উত্থানের আগে, রুবি লেজার সিস্টেমগুলি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছিল লেজারের কাটিং এবং তুরপুন। এছাড়াও, 694nm আলো মেলানিন দ্বারা সহজেই শোষিত হয়, তাই রুবি লেজারগুলি পিগমেন্টেড ক্ষত (ত্বকের দাগ) চিকিত্সার জন্যও ব্যবহৃত হয়।
স্ফটিক বৈশিষ্ট্যের কারণে, Ti:Sapphire লেজার জেনারেটরের একটি বিস্তৃত টিউনেবল পরিসর (অর্থাৎ, টিউনেবল তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিসর) রয়েছে এবং প্রয়োজন অনুসারে 660nm-1200nm তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো আউটপুট করতে পারে। ফ্রিকোয়েন্সি দ্বিগুণ প্রযুক্তির পরিপক্কতার সাথে মিলিত হয়ে (যা আলোর ফ্রিকোয়েন্সি দ্বিগুণ করতে পারে, অর্থাৎ তরঙ্গদৈর্ঘ্য অর্ধেক করতে পারে), তরঙ্গদৈর্ঘ্য পরিসর 330nm-600nm পর্যন্ত বাড়ানো যেতে পারে। টাইটানিয়াম নীলকান্তমণি লেজার সিস্টেমগুলি ফেমটো২য় বর্ণালী, নন-লিনিয়ার অপটিক্স গবেষণা, সাদা আলো তৈরি, টেরাহার্টজ তরঙ্গ তৈরি ইত্যাদিতে ব্যবহৃত হয় এবং চিকিৎসা সৌন্দর্যেও এর প্রয়োগ রয়েছে।
YAG হল yttrium অ্যালুমিনিয়াম গারনেটের সংক্ষিপ্ত রূপ, যা বর্তমানে সবচেয়ে চমৎকার লেজার স্ফটিক ম্যাট্রিক্স। নিওডিয়ামিয়াম (Nd) দিয়ে ডোপ করার পরে, এটি আউটপুট করতে পারে 1064nm আলো, এবং সর্বোচ্চ একটানা আউটপুট শক্তি 1000w-এ পৌঁছাতে পারে। প্রাথমিক দিনগুলিতে, একটি নিষ্ক্রিয় গ্যাস ফ্ল্যাশ ল্যাম্প পাম্প উৎস হিসাবে ব্যবহৃত হত, কিন্তু ফ্ল্যাশ ল্যাম্প পাম্প পদ্ধতির বর্ণালী পরিসর বিস্তৃত, লাভ মাধ্যমের শোষণ বর্ণালীর সাথে কম মিল এবং একটি বৃহৎ তাপীয় লোড থাকে, যার ফলে কম আলোক বৈদ্যুতিক রূপান্তর হার হয়। তাই এখন LD (লেজার ডায়োড) পাম্পিং ব্যবহার করে, উচ্চ দক্ষতা, উচ্চ শক্তি এবং দীর্ঘ জীবন অর্জন করা যেতে পারে। Nd:YAG লেজার জেনারেটর হেম্যানজিওমাসের চিকিৎসায় ব্যবহার করা যেতে পারে এবং টিউমার বৃদ্ধি রোধ করা যেতে পারে। তবে, টিস্যুর তাপীয় ক্ষতি অ-নির্বাচনী। টিউমারের রক্তনালীগুলিকে জমাট বাঁধার সময়, অতিরিক্ত শক্তি আশেপাশের স্বাভাবিক টিস্যুকেও ক্ষতিগ্রস্ত করবে এবং অস্ত্রোপচারের পরে দাগ ছেড়ে যাওয়া সহজ হবে। অতএব, Nd:YAG লেজার বেশিরভাগই সার্জারি, স্ত্রীরোগবিদ্যা, ENT এবং চর্মরোগবিদ্যায় কম ব্যবহৃত হয়।
Yb: YAG, Ytterbium (Yb) কে YAG তে ডোপ করা হয়, যা 1030nm আলো আউটপুট করতে পারে। Yb:YAG এর পাম্প তরঙ্গদৈর্ঘ্য 941nm, যা আউটপুট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের খুব কাছাকাছি, যা 91.4% এর পাম্প কোয়ান্টাম দক্ষতা অর্জন করতে পারে এবং পাম্প দ্বারা উৎপন্ন তাপকে এর মধ্যে দমন করা হয়। 10% (বেশিরভাগ ইনপুট শক্তি আউটপুট শক্তিতে রূপান্তরিত হয়, যার একটি ছোট অংশ তাপে পরিণত হয়, যার অর্থ রূপান্তর দক্ষতা খুব বেশি), যা 25% থেকে 30% Nd:YAG এর। Yb:YAG সবচেয়ে আকর্ষণীয় সলিড-স্টেট লেজার মিডিয়াগুলির মধ্যে একটি হয়ে উঠেছে, এবং LD-পাম্পযুক্ত উচ্চ-শক্তির Yb:YAG সলিড-স্টেট লেজার জেনারেটরগুলি একটি নতুন গবেষণার হটস্পট হয়ে উঠেছে, এবং উন্নয়নমূলক উচ্চ-দক্ষতা, উচ্চ-শক্তির সলিড-স্টেট লেজার জেনারেটরগুলির মধ্যে একটি হিসাবে বিবেচিত হয়।
উপরোক্ত দুটি ছাড়াও, YAG-কে হলমিয়াম (Ho), এর্বিয়াম (Er), ইত্যাদি দিয়েও ডোপ করা যেতে পারে। Ho:YAG চোখের-নিরাপদ 2097nm এবং 2091nm লেজার তৈরি করে, প্রধানত অপটিক্যাল যোগাযোগ, রাডার এবং চিকিৎসা প্রয়োগের জন্য। Er:YAG 2.9 μm আলো দেয়, এবং মানবদেহে এই তরঙ্গদৈর্ঘ্যের উচ্চ শোষণের হার রয়েছে, যা লেজার সার্জারি এবং ভাস্কুলার সার্জারির জন্য দুর্দান্ত প্রয়োগের সম্ভাবনা রয়েছে।
গ্যাস লেজার জেনারেটর
গ্যাস লেজার জেনারেটর হল লেজার সিস্টেম যা গ্যাসকে লাভের মাধ্যম হিসেবে ব্যবহার করে, সাধারণত গ্যাস নিঃসরণ পাম্প করে। গ্যাসের প্রকারের মধ্যে রয়েছে পারমাণবিক গ্যাস (হিলিয়াম-নিয়ন, নোবেল গ্যাস আয়ন এবং ধাতব বাষ্প), আণবিক গ্যাস (নাইট্রোজেন এবং কার্বন ডাই অক্সাইড), এক্সাইমার গ্যাস এবং রাসায়নিক বিক্রিয়া দ্বারা সরবরাহ করা হয়।
HeNe লেজার জেনারেটর (HeNe) লাভের মাধ্যম হিসেবে ৭৫% বা তার বেশি He এবং ১৫% বা তার কম Ne এর মিশ্রণ ব্যবহার করে। কর্ম পরিবেশের উপর নির্ভর করে, এটি সবুজ (৫৪৩.৫nm), হলুদ (৫৯৪.১nm), কমলা (৬১২.০nm), লাল (৬৩২.৮nm) এবং ৩ ধরণের কাছাকাছি-ইনফ্রারেড আলো (১১৫২nm, ১৫২৩nm এবং ৩৩৯১nm) নির্গত করতে পারে, যার মধ্যে লাল আলো (৬৩২.৮nm) সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয়। HeNe লেজার জেনারেটরের রশ্মির আউটপুট গাউসিয়ান বিতরণের সাথে সম্পর্কিত এবং রশ্মির গুণমান খুবই স্থিতিশীল। যদিও শক্তি বেশি নয়, নির্ভুলতা পরিমাপের ক্ষেত্রে এর পারফরম্যান্স ভালো।
সাধারণ নোবেল গ্যাস লেজার জেনারেটর হল আর্গন আয়ন (Ar+) এবং ক্রিপ্টন আয়ন (Kr+)। এর শক্তি রূপান্তর হার 0.6% পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে এবং এটি দীর্ঘ সময়ের জন্য 30-50w এর ক্রমাগত এবং স্থিরভাবে আউটপুট শক্তি দিতে পারে এবং এর জীবনকাল 1000h অতিক্রম করে। প্রধানত লেজার ডিসপ্লে, রমন স্পেকট্রোস্কোপি, হলোগ্রাফি, ননলাইনার অপটিক্স এবং অন্যান্য গবেষণা ক্ষেত্র, সেইসাথে চিকিৎসা নির্ণয়, মুদ্রণ রঙ বিচ্ছেদ, মেট্রোলজি উপাদান প্রক্রিয়াকরণ এবং তথ্য প্রক্রিয়াকরণে ব্যবহৃত হয়।
ধাতু বাষ্প লেজার জেনারেটর একটি উদাহরণ হিসাবে তামার বাষ্প গ্রহণ. তামার বাষ্প লেজার জেনারেটর প্রধানত সবুজ আলো (510.5nm) এবং হলুদ আলো (578.2nm), যা 100w এর গড় শক্তি এবং 100kw এর সর্বোচ্চ শক্তিতে পৌঁছাতে পারে। এর প্রধান প্রয়োগের ক্ষেত্রটি ডাই লেজার জেনারেটরের পাম্প উত্স। এছাড়াও, এটি উচ্চ-গতির ফ্ল্যাশ ফটোগ্রাফি, বড়-স্ক্রীন প্রজেকশন টিভি এবং উপাদান প্রক্রিয়াকরণের জন্যও ব্যবহার করা যেতে পারে।
নাইট্রোজেন আণবিক লেজার জেনারেটর নাইট্রোজেনকে লাভের মাধ্যম হিসাবে ব্যবহার করে, যা 337.1 nm, 357.7 nm এবং 315.9 nm এর অতিবেগুনী আলো নির্গত করতে পারে এবং সর্বোচ্চ শক্তি 45kw এ পৌঁছাতে পারে। এটি জৈব ডাই লেজার জেনারেটরগুলির জন্য একটি পাম্প আলোর উত্স হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে এবং আইসোটোপগুলির লেজার বিচ্ছেদ, প্রতিপ্রভ নির্ণয়, অতি-উচ্চ গতির ফটোগ্রাফি, দূষণ সনাক্তকরণ, চিকিৎসা ও স্বাস্থ্যসেবা এবং কৃষি প্রজননে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। কারণ এর সংক্ষিপ্ত তরঙ্গদৈর্ঘ্য একটি ছোট স্পট পেতে ফোকাস করা সহজ, এটি সাব-মাইক্রোন উপাদানগুলি প্রক্রিয়া করতেও ব্যবহার করা যেতে পারে।
লাভ মাধ্যম ব্যবহার করা হয় CO2 লেজার জেনারেটর হল কার্বন ডাই অক্সাইড যা হিলিয়াম এবং নাইট্রোজেনের সাথে মিশ্রিত হয়, যা 9.6 μm এবং 10.6 μm তরঙ্গদৈর্ঘ্যকে কেন্দ্র করে দূর-ইনফ্রারেড আলো বের করতে পারে। জেনারেটরের উচ্চ শক্তি রূপান্তর হার রয়েছে, আউটপুট শক্তি কয়েক ওয়াট থেকে কয়েক হাজার ওয়াট পর্যন্ত হতে পারে এবং অত্যন্ত উচ্চ মরীচি গুণমান তৈরি করে CO2 লেজার জেনারেটর ব্যাপকভাবে উপাদান প্রক্রিয়াকরণ, বৈজ্ঞানিক গবেষণা, জাতীয় প্রতিরক্ষা এবং ওষুধে ব্যবহৃত হয়। দেখা হবে ভিন্ন ভিন্ন CO2 লেজার কাটার এবং লেজার খোদাইকারী আপনার দৈনন্দিন জীবন এবং ব্যবসায় কাঠ, MDF, পাতলা পাতলা কাঠ, ফ্যাব্রিক, চামড়া, কাচ, প্লাস্টিক এবং এক্রাইলিক খোদাই এবং কাটার জন্য।
এক্সাইমারগুলি হল অস্থির অণু যা বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের লেজার তৈরি করতে অনুরণনে বিভিন্ন মহৎ গ্যাস এবং হ্যালোজেন গ্যাসের মিশ্রণে পূর্ণ। উত্তেজনা সাধারণত আপেক্ষিক ইলেক্ট্রন রশ্মি (200 keV-এর বেশি শক্তি) বা তির্যক দ্রুত পালস নিঃসরণ দ্বারা অর্জন করা হয়। উত্তেজিত রাজ্য এক্সাইমারের অস্থির আণবিক বন্ধনগুলি ভেঙে এবং স্থল অবস্থার পরমাণুতে বিচ্ছিন্ন হয়ে গেলে, উত্তেজিত অবস্থার শক্তি লেজার বিকিরণের আকারে নির্গত হয়। এটি চিকিৎসা, অপটিক্যাল যোগাযোগ, সেমিকন্ডাক্টর ডিসপ্লে, রিমোট সেন্সিং, লেজার অস্ত্র এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
রাসায়নিক লেজার জেনারেটর হল একটি বিশেষ ধরনের গ্যাস লেজার সিস্টেম যা রাসায়নিক বিক্রিয়া দ্বারা নির্গত শক্তি ব্যবহার করে কণা সংখ্যার বিপরীততা উপলব্ধি করে। তাদের বেশিরভাগই আণবিক রূপান্তর মোডে কাজ করে এবং সাধারণ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিসীমা কাছাকাছি-ইনফ্রারেড থেকে মধ্য-ইনফ্রারেড বর্ণালী অঞ্চলে। সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ হল হাইড্রোজেন ফ্লোরাইড (HF) এবং ডিউটেরিয়াম ফ্লোরাইড (DF) ডিভাইস। আগেরটি 15 এবং 2.6 মাইক্রনের মধ্যে 3.3টিরও বেশি বর্ণালী লাইন আউটপুট করতে পারে; পরেরটির 25 এবং 3.5 মাইক্রনের মধ্যে প্রায় 4.2টি বর্ণালী রেখা রয়েছে। উভয় ডিভাইসই বর্তমানে মাল্টি-মেগাওয়াট আউটপুট দিতে সক্ষম। এর বিশাল শক্তির কারণে, এটি সাধারণত পারমাণবিক প্রকৌশল এবং সামরিক ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়।
ডাই লেজার জেনারেটর
ডাই লেজার জেনারেটররা লেজারের মাধ্যম হিসাবে একটি জৈব রঞ্জক ব্যবহার করে, সাধারণত একটি তরল দ্রবণ। ডাই লেজার জেনারেটর সাধারণত বায়বীয় এবং সলিড-স্টেট লেজার মিডিয়ার চেয়ে তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বিস্তৃত পরিসরে ব্যবহার করা যেতে পারে। তাদের প্রশস্ত ব্যান্ডউইথ তাদের বিশেষ করে টিউনেবল এবং স্পন্দিত লেজার জেনারেটরের জন্য উপযুক্ত করে তোলে। যাইহোক, এর সংক্ষিপ্ত মাঝারি জীবন এবং সীমিত আউটপুট পাওয়ারের কারণে, এটি মূলত টাইটানিয়াম স্যাফায়ারের মতো তরঙ্গদৈর্ঘ্য-টিউনেবল সলিড-স্টেট লেজার দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়।
ডায়োড লেজার জেনারেটর
ডায়োড লেজার জেনারেটর হল একটি লেজার সিস্টেম যা অর্ধপরিবাহী উপকরণকে কার্যকরী পদার্থ হিসেবে ব্যবহার করে। এর 3টি উত্তেজনা মোড রয়েছে: বৈদ্যুতিক ইনজেকশন, ইলেকট্রন বিম উত্তেজনা এবং অপটিক্যাল পাম্পিং। ছোট আকার, কম দাম, উচ্চ দক্ষতা, দীর্ঘ পরিষেবা জীবন, কম বিদ্যুৎ খরচ, ইলেকট্রনিক তথ্য, লেজার প্রিন্টিং, লেজার পয়েন্টার, অপটিক্যাল যোগাযোগ, লেজার টিভি, ছোট লেজার প্রজেক্টর, ইলেকট্রনিক তথ্য, সমন্বিত অপটিক্স এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে ব্যবহার করা যেতে পারে।
ফাইবার লেজার জেনারেটর
ফাইবার লেজার জেনারেটর এক ধরনের লেজার সিস্টেমকে বোঝায় যা বিরল আর্থ এলিমেন্ট-ডপড গ্লাস ফাইবারকে লাভের মাধ্যম হিসেবে ব্যবহার করে। এটি ব্যাপকভাবে ধাতু এবং অ-ধাতু মুদ্রণ, চিহ্নিতকরণ, খোদাই, তুরপুন, কাটা, পরিষ্কার, ঢালাই (ব্রেজিং, ওয়াটার কোঞ্চিং, ক্ল্যাডিং এবং গভীর ঢালাই), সামরিক, প্রতিরক্ষা এবং নিরাপত্তা, চিকিৎসা সরঞ্জাম, বৃহৎ অবকাঠামো এবং একটি হিসাবে ব্যবহৃত হয়। অন্যান্য লেজার উত্স জন্য পাম্প. তোমার সাথে দেখা হবে ফাইবার লেজার খোদাইকারী ব্যক্তিগতকৃত পাঠ্য এবং নিদর্শনগুলির জন্য, ফাইবার লেজার কাটার ধাতু তৈরির জন্য, ফাইবার লেজার পরিষ্কারের মেশিন মরিচা অপসারণ, পেইন্ট স্ট্রিপিং এবং লেপ অপসারণের জন্য, ফাইবার লেজার ওয়েল্ডিং মেশিন আপনার জীবনে ধাতব জয়েন্টগুলির জন্য।
বিনামূল্যে ইলেকট্রন লেজার জেনারেটর
ফ্রি ইলেক্ট্রন লেজার জেনারেটর হল একটি নতুন ধরনের উচ্চ-শক্তির সুসঙ্গত বিকিরণ উৎস যা ঐতিহ্যগত লেজার জেনারেটরের থেকে আলাদা। এটির কাজের উপাদান হিসাবে গ্যাস, তরল বা কঠিনের প্রয়োজন নেই, তবে উচ্চ-শক্তি ইলেক্ট্রন রশ্মির গতিশক্তিকে সরাসরি সুসঙ্গত বিকিরণ শক্তিতে রূপান্তরিত করে। অতএব, এটিও বিবেচনা করা যেতে পারে যে ফ্রি-ইলেক্ট্রন লেজার জেনারেটরের কার্যকারী পদার্থটি মুক্ত ইলেকট্রন। এটিতে উচ্চ শক্তি, উচ্চ দক্ষতা, তরঙ্গদৈর্ঘ্যের বিস্তৃত টিউনিং এবং অতি-সংক্ষিপ্ত ডালের সময় কাঠামোর মতো চমৎকার বৈশিষ্ট্যগুলির একটি সিরিজ রয়েছে। এটি ছাড়া, একই সময়ে এই বৈশিষ্ট্যগুলি থাকতে পারে এমন কোনও লেজার জেনারেটর নেই। পদার্থবিজ্ঞান গবেষণা, লেজার অস্ত্র, লেজার ফিউশন, ফটোকেমিস্ট্রি এবং অপটিক্যাল যোগাযোগের ক্ষেত্রে এটির যথেষ্ট সম্ভাবনা রয়েছে।
