सॉलिड-स्टेट लेजर

ठोस अवस्था लेसर एक ऐसा लेसर है जो रंजक लेज़रों की तरह तरल या गैस लेजर की तरह गैस के अतिरिक्त एक ठोस माध्यम का उपयोग करता है। अर्ध-संचालक-आधारित लेज़र भी ठोस अवस्था में होते हैं, लेकिन सामान्य रूप से ठोस-अवस्था वाले लेज़रों से अलग वर्ग के रूप में माने जाते हैं, जिन्हें लेज़र डायोड कहा जाता है।

ठोस अवस्था माध्यम
सामान्य रूप से, ठोस-अवस्था वाले लेजर के सक्रिय माध्यम में कांच या क्रिस्टलीय "होस्ट" पदार्थ होता है, जिसमें नियोडिमियम, क्रोमियम, एर्बियम, थ्यूलियम या येटरबियम जैसे "मादक पदार्थ" को मिलाया जाता है। कई सामान्य मादक पदार्थ दुर्लभ-पृथ्वी तत्व हैं, क्योंकि ऐसे आयनों की उत्तेजित अवस्थाएं उनके क्रिस्टल जालक ( फोनॉन) के तापीय कंपन के साथ दृढ़ता से युग्मित नहीं होती हैं, और उनके परिचालन सीमा लेजर पंपिंग की अपेक्षाकृत कम तीव्रता पर पहुंचा जा सकता है।

कई सैकड़ों ठोस अवस्था माध्यम हैं जिनमें लेज़र क्रिया प्राप्त की गई है, लेकिन अपेक्षाकृत कुछ प्रकार व्यापक रूप से उपयोग में हैं। इनमें से, संभव्यता सबसे सामान्य नियोडिमियम-उन्मादित येट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट (एनडी: वाईएजी) है। नियोडिमियम-उन्मादित कांच (एनडी: कांच) और येटेरबियम-उन्मादित कांच या सिरेमिक का उपयोग बहुत उच्च शक्ति स्तर (टेरावाट) और उच्च ऊर्जा (मेगा-जूल) में बहु-किरणपुंज जड़त्वीय बंधन संलयन के लिए किया जाता है।

लेज़रों के लिए उपयोग की जाने वाली पहला पदार्थ सांश्लेषिक रूबी क्रिस्टल था। रूबी लेसरों का अभी भी कुछ अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है, लेकिन उनकी कम शक्ति सामर्थ्य के कारण वे सामान्य नहीं हैं। कमरे के तापमान पर, माणिक लेसर प्रकाश की केवल छोटे स्पंदन का उत्सर्जन करते हैं, लेकिन निम्नताप पर उन्हें स्पंदन की सतत अनुवर्धन का उत्सर्जन करने के लिए बनाया जा सकता है।

कुछ ठोस अवस्था लेसर भी कई अंतर्गुहा तकनीकों का उपयोग करके समस्वरित करने योग्य लेज़र हो सकते हैं, जो एटलॉन, प्रिज्म (प्रकाशिकी) और विवर्तन कर्कश या इनके संयोजन का उपयोग करते हैं। टाइटेनियम-उन्मादित नीलम व्यापक रूप से इसकी व्यापक समस्वरण परास, 660 से 1080 नैनोमीटर के लिए उपयोग किया जाता है। अलेक्जेंडाइट लेजर 700 से 820 नैनोमीटर तक समस्वरणीय करने योग्य हैं और टाइटेनियम-सैफायर (नीलम) लेजर की तुलना में उच्च-ऊर्जा स्पंद का उत्पादन करते हैं क्योंकि वृद्धि संचार का लंबे समय तक ऊर्जा भंडारण का समय और उच्च लेजर हानि प्रभाव सीमा है।

पम्पिंग
ठोस अवस्था लेसरीकरण माध्यम सामान्य रूप से प्रकाशीय पंपिंग होते हैं, या तो क्षण दीप या आर्क लैंप या लेजर डायोड का उपयोग करते हैं। डायोड-पंप और ठोस-अवस्था वाले लेज़र अधिक सक्षम होते हैं और अधिक सामान्य हो जाते हैं क्योंकि उच्च-शक्ति अर्धचालक लेज़रों की कीमत कम हो गई है।

मोड पाशन
ठोस अवस्था लेजर और तन्तु लेजर के मोड पाशन में व्यापक अनुप्रयोग हैं, क्योंकि वृहत-ऊर्जा अतिन्यून स्पंदन प्राप्त की जा सकती हैं। दो प्रकार के संतृप्त अवशोषक हैं जो व्यापक रूप से मोड पाशन अनुक्रम संतृप्ति उत्परिवर्तन,  और एकल-परत कार्बन नैनो-नलिका और ग्राफीन के रूप में उपयोग किया गया है।  ये पदार्थ गैर-रैखिक प्रकाशीय व्यवहार का उपयोग करती हैं जिसे संतृप्त अवशोषण कहा जाता है ताकि लेजर को अल्प स्पंदन का निर्माण किया जा सके।

वर्तमान अनुप्रयोग और विकास
ठोस अवस्था लेजर को F-35 आकाशीय विद्युत II के लिए वैकल्पिक हथियार के रूप में विकसित किया जा रहा है और नॉर्थ्रॉप ग्रुम्मन की फायरस्ट्राइक लेजर  उपकरण प्रणाली के प्रारंभ के साथ-साथ परिचालन की स्थिति तक पहुंच रहे हैं।  अप्रैल 2011 में संयुक्त राज्य नौसेना ने उच्च ऊर्जा ठोस अवस्था लेजर का परीक्षण किया। परिशुद्ध सीमा को वर्गीकृत किया गया है, लेकिन उन्होंने कहा कि यह "मील नहीं बल्कि गज" है।

यूरेनियम-उन्मादित (अर्ध-संचालक) कैल्शियम फ्लोराइड 1960 के दशक में आविष्कार किया गया दूसरा प्रकार का ठोस अवस्था लेजर था। यॉर्कटाउन हाइट्स (यूएस) में अंतरराष्ट्रीय व्यवसाय मशीन की प्रयोगशालाओं में पीटर सोरोकिन और मिरेक स्टीवेन्सन ने थिओडोर हेरोल्ड मैमन के रूबी लेजर के तुरंत बाद 2.5 सूक्ष्ममापी पर लेसरीकरण प्राप्त की।

अमेरिकी सेना 58 किलोवाट तन्तु लेजर का उपयोग करके ट्रक पर लगे लेजर प्रणाली का परीक्षण करने की तैयारी कर रही है। लेजर की मापनीयता ड्रोन (दूरनियंत्रत यान) से लेकर शक्ति के विभिन्न स्तरों पर बड़े पैमाने पर जहाजों तक प्रत्येक वस्तु पर उपयोग किया जाता है। नया लेज़र उपलब्ध ऊर्जा का 40 प्रतिशत अपने किरणपुंज में डालता है, जिसे ठोस अवस्था लेज़रों के लिए बहुत अधिक माना जाता है। चूंकि अधिक से अधिक सैन्य वाहन और ट्रक उन्नत संकर इंजन और प्रणोदन प्रणाली का उपयोग कर रहे हैं जो लेजर जैसे अनुप्रयोगों के लिए विद्युत का उत्पादन करते हैं, इसलिए ट्रकों, ड्रोन, जहाजों, हेलीकाप्टरों और विमानों में अनुप्रयोगों के बढ़ने की संभावना है।

यह भी देखें

 * बिम्ब लेजर
 * लेजर निर्माण
 * ठोस अवस्था रंजक लेजर