लेजर स्कैनिंग

लेजर स्कैनिंग दृश्यमान या अदृश्य लेजर किरण का नियंत्रित विक्षेपण है। स्कैन किए गए लेजर बीम का उपयोग कुछ 3 डी प्रिंटर में तीव्र प्रतिमान में, सामग्री प्रसंस्करण के लिए मशीनों में, लेजर उत्कीर्णन मशीनों में, प्रेसबायोपिया के उपचार के लिए नेत्र विज्ञान लेजर प्रणाली में, संनाभि माइक्रोस्कोपी में, लेजर प्रिंटर में, लेजर शो में ,लेजर टीवी, और बारकोड स्कैनर में किया जाता है। मानचित्रण और 3डी वस्तु पुनर्निर्माण के लिए विशिष्ट अनुप्रयोगों को 3 डी लेजर स्कैनर के रूप में जाना जाता है।

स्कैनिंग दर्पण
अधिकांश लेज़र स्कैनर लेज़र किरण को चलाने के लिए गतिशील दर्पणों का उपयोग करते हैं। किरण का संचालन एक-आयामी हो सकता है, जैसा कि लेजर प्रिंटर के अंदर, या दो-आयामी, जैसा कि लेजर शो प्रणाली में होता है। इसके अतिरिक्त, दर्पण आवधिक गति का नेतृत्व कर सकते हैं - जैसे बारकोड स्कैनर या तथाकथित गुंजयमान गैल्वेनोमीटर (बिजली की ऊर्जा नापने का यंत्र) स्कैनर में घूर्णन बहुभुज दर्पण - या स्वतंत्र रूप से पता योग्य गति के लिए, जैसा कि सर्वो -नियंत्रित गैल्वेनोमीटर स्कैनर में। दो स्थितियों में अंतर करने के लिए रास्टर स्कैनिंग और वेक्टर स्कैनिंग शब्दों का भी उपयोग किया जाता है। स्कैनिंग गति को नियंत्रित करने के लिए, स्कैनर को रोटरी कोडित्र और नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स की आवश्यकता होती है, जो वांछित कोण या चरण के लिए प्रदान करती है, मोटर के लिए उपयुक्त विद्युत प्रवाह (एक बहुभुज दर्पण के लिए) या गैल्वेनोमीटर (जिसे दर्पण गैल्वेनोमीटर भी कहा जाता है)। सॉफ्टवेयर प्रणाली सामान्यतः स्कैनिंग गति को नियंत्रित करता है और, यदि 3 डी स्कैनिंग लागू किया जाता है, तो मापा डेटा का संग्रह भी किया जाता है।

लेजर किरण को दो आयामों में स्थित करने के लिए, या तो दर्पण को दो अक्षों के साथ घुमाना संभव है - इस प्रकार मुख्य रूप से धीमी स्कैनिंग प्रणाली के लिए उपयोग किया जाता है - या लेजर किरण को दो निकटवर्ती दर्पणों पर प्रतिबिंबित करने के लिए जो लाम्बिक अक्षों पर लगाए जाते हैं। दो फ्लैट या बहुभुज (बहुभुज) दर्पणों में से प्रत्येक क्रमशः गैल्वेनोमीटर या विद्युत मोटर द्वारा संचालित होता है। सामग्री प्रसंस्करण, कॉन्फोकल माइक्रोस्कोपी और चिकित्सा विज्ञान में अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए द्वि-आयामी प्रणालियां आवश्यक हैं। कुछ अनुप्रयोगों के लिए तीन आयामों में लेजर किरण के फोकस की स्थिति की आवश्यकता होती है। यह सर्वो-नियंत्रित लेंस प्रणाली द्वारा प्राप्त किया जाता है, जिसे सामान्यतः 'फोकस शिफ्टर' या 'जेड-शिफ्टर' कहा जाता है। कई लेज़र स्कैनर आगे चलकर लेज़र की तीव्रता को परिर्वतित करने की अनुमति देते हैं।

लेज़र टीवी या लेज़र डिस्प्ले के लिए लेज़र प्रोजेक्टर में, तीन मूलभूत रंगों लाल, नीले और हरे किरणों में संयुक्त होते हैं और फिर दो दर्पणों के साथ साथ परिलक्षित होते हैं।

दर्पणों को स्थानांतरित करने का सबसे सरल विधि है, जैसा कि उल्लेख किया गया है, विद्युत मोटर या गैल्वेनोमीटर का उपयोग करता हैं। चूँकि, पीजोइलेक्ट्रिकिटी एक्ट्यूएटर्स या मैग्नेटिम्रिकन एक्ट्यूएटर्स वैकल्पिक विकल्प हैं। वे उच्च प्राप्त करने योग्य कोणीय गति प्रदान करते हैं, किन्तु अधिकांशतः छोटे प्राप्त करने योग्य अधिकतम कोणों की कीमत पर दिया जाता हैं। माइक्रोस्कैनर भी हैं, जो छोटे (मिलीमीटर) दर्पण वाले एमईएमएस डिवाइस हैं, जिनमें या दो आयामों में नियंत्रणीय झुकाव होता है, इनका उपयोग हैंडहेल्ड प्रोजेक्टर में किया जाता है।

स्कैनिंग अपवर्तक ऑप्टिक्स
जब दो प्रिज्म (प्रकाशिकी) को -दूसरे के खिलाफ घूमते है, तो शंकु के अंदर प्रकाश की किरण को इसके प्रभाव क्षेत्र में स्कैन किया जाता है। इस तरह के स्कैनर्स का उपयोग मिसाइलों को ट्रैक करने के लिए किया जाता है।

जब दो ऑप्टिकल लेंस को दूसरे के विपरीत दिशा में घुमाया जाता है, तो लेजर किरण को दर्पण स्कैनर के समान स्कैन किया जाता है।

सामग्री प्रभाव
कुछ विशेष लेज़र स्कैनर गतिमान दर्पणों के स्थान पर एकॉस्टो-ऑप्टिक डिफ्लेक्टर या विद्युत प्रकाशिकी डिफ्लेक्टर का उपयोग करते हैं। ये तंत्र अब तक की उच्चतम संभव स्कैनिंग आवृत्तियों की अनुमति देते हैं। उदाहरण के लिए, लेजर टीवी प्रणाली में उनका उपयोग किया जाता है। दूसरी ओर, ये प्रणाली दर्पण स्कैनिंग प्रणाली की तुलना में बहुत अधिक महंगे भी हैं।

चरणबद्ध सरणी स्कैनिंग

चरणबद्ध सरणियों के माध्यम से लेजर किरण की स्कैनिंग को प्राप्त करने के लिए अनुसंधान चल रहा है। इस पद्धति का उपयोग रडार किरण को बिना हिलने वाले पुर्जों को स्कैन करने के लिए किया जाता है। ऊर्ध्वाधर-कैविटी सतह-उत्सर्जक लेजर (वीसीएसईएल) के उपयोग से, निकट भविष्य में तेजी से लेजर स्कैनर बनाना संभव हो सकता है।

3 डी ऑब्जेक्ट स्कैनिंग
3 डी ऑब्जेक्ट स्कैनिंग के क्षेत्र में, लेजर स्कैनिंग (जिसे लिडार भी कहा जाता है) लेजर किरण के नियंत्रित स्टीयरिंग को लेजर रेंजफाइंडर के साथ जोड़ती है।लेजर किरण के नियंत्रित स्टीयरिंग को लेजर रेंजफाइंडर के साथ जोड़ती है। पूर्ण 3डी मॉडल के निर्माण में विभिन्न देखने के कोणों से प्राप्त कई सतह मॉडल का संयोजन, या अन्य ज्ञात बाधाओं का सम्मिश्रण सम्मलित है। फोटोग्रामेट्री जैसी विधि में छोटी वस्तुओं को घूमने वाले आसन पर रखा जाता है। 3 डी ऑब्जेक्ट स्कैनिंग डिजाइन प्रक्रिया को बढ़ाने की अनुमति देता है, डेटा संग्रह त्रुटियों को गति देता है और कम करता है, समय और पैसा बचाता है, और इस प्रकार यह पारंपरिक डेटा संग्रह विधिों के लिए आकर्षक विकल्प बनाता है। 3डी स्कैनिंग का उपयोग मोबाइल मैपिंग, सर्वेक्षण, भवनों की स्कैनिंग और भवन के आंतरिक भाग, और पुरातत्व में भी किया जाता है।

सामग्री प्रसंस्करण
लेज़र की ऊर्जा के आधार पर, कार्य करने वाले टुकड़े पर इसका प्रभाव भिन्न होता है: लेज़र उत्कीर्णन और लेज़र पृथक्करण के लिए निम्न ऊर्जा मान का उपयोग किया जाता है, जहाँ लेज़र द्वारा सामग्री को आंशिक रूप से हटा दिया जाता है। उच्च ऊर्जाओ के साथ सामग्री तरल हो जाती है और लेजर वेल्डिंग को उपयोग किया जाता है, या यदि सामग्री को पूर्ण रूप से पृथक करने के लिए पर्याप्त ऊर्जा है, तो लेजर काटने का प्रदर्शन किया जाता है। आधुनिक लेजर स्टील ब्लॉक को 10 सेमी और उससे अधिक की मोटाई के साथ काट सकते हैं या कॉर्निया की परत को काट सकते हैं जो केवल कुछ माइक्रोमीटर मोटी होती है।

लेजर स्कैनर के साथ मिलकर तरल पॉलिमर को सख्त करने के लिए लेजर की क्षमता का उपयोग तेजी से प्रोटोटाइप में किया जाता है, पॉलिमर और धातुओं को पिघलाने की क्षमता, लेजर स्कैनर के साथ, लेजर सिंटरिंग या लेजर पिघलने से भागों का उत्पादन करने के लिए होती है।

इन सभी अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाने वाला सिद्धांत ही है: सॉफ़्टवेयर जो पीसी या एम्बेडेड प्रणाली पर चलता है और जो पूरी प्रक्रिया को नियंत्रित करता है, स्कैनर कार्ड से जुड़ा होता है। वह कार्ड प्राप्त वेक्टर डेटा को संचलन सूचना में परिवर्तित करता है जिसे स्कैनहेड को भेजा जाता है। इस स्कैनहेड में दो दर्पण होते हैं जो लेजर किरण को स्तर (एक्स- और वाई-निर्देशांक) में विक्षेपित करने में सक्षम होते हैं। तीसरा आयाम है - यदि आवश्यक हो - विशिष्ट ऑप्टिक द्वारा महसूस किया जाता है जो लेजर के फोकल बिंदु को गहराई-दिशा (जेड-अक्ष) में स्थानांतरित करने में सक्षम होते है।

तीसरे स्थानिक आयाम में लेज़र फ़ोकस को स्कैन करना कुछ विशेष अनुप्रयोगों के लिए आवश्यक है जैसे घुमावदार सतहों के लेज़र स्क्राइबिंग या इन-ग्लास-मार्किंग के लिए जहाँ लेज़र को इसके भीतर विशिष्ट स्थितियों पर सामग्री को प्रभावित करना होता है। इन स्थितियों के लिए यह महत्वपूर्ण है कि लेज़र का यथासंभव छोटा केंद्र बिंदु हो।

उन्नत लेजर स्कैनिंग अनुप्रयोगों और/या उत्पादन के समय उच्च सामग्री थ्रूपुट के लिए, से अधिक स्कैनहेड वाले स्कैनिंग प्रणाली का उपयोग किया जाता है। यहाँ सॉफ़्टवेयर यह नियंत्रित करना है कि इस तरह के मल्टीहेड एप्लिकेशन के भीतर वास्तव में क्या किया जाता है: यह संभव है कि सभी उपलब्ध शीर्षों को प्रसंस्करण को तेजी से समाप्त करने के लिए समान रूप से चिह्नित करना पड़े या शीर्ष समानांतर में एकल कार्य को चिह्नित करें जहां बड़े कार्य क्षेत्रों के स्थितियों में प्रत्येक स्कैनहेड कार्य के एक भाग के रूप में उपयोग किया जाता है।

बारकोड पाठक
कई बारकोड पाठक, विशेष रूप से कुछ मीटर की दूरी पर बार कोड पढ़ने की क्षमता वाले, स्कैन किए गए लेजर किरणों का उपयोग करते हैं। इन उपकरणों में, अर्धचालक लेजर किरण को सामान्यतः अनुनाद दर्पण स्कैनर की सहायता से स्कैन किया जाता है। दर्पण विद्युत चुम्बकीय रूप से संचालित होता है और धातु-लेपित बहुलक से बना होता है।

अंतरिक्ष उड़ान
जब अंतरिक्ष ट्रांसपोर्टर को अंतरिक्ष स्टेशन पर डॉक करना होता है, तो उसे सावधानीपूर्वक सही स्थिति में कुशलता करनी चाहिए। अंतरिक्ष स्टेशन से इसकी सापेक्ष स्थिति निर्धारित करने के लिए, अंतरिक्ष स्थानांतरण उपकरण के सामने बने लेजर स्कैनर अंतरिक्ष स्टेशन के आकार को स्कैन करते हैं और फिर कंप्यूटर के माध्यम से पैंतरेबाज़ी के आदेशों का निर्धारण करते हैं। इस एप्लिकेशन के लिए गुंजयमान गैल्वेनोमीटर स्कैनर का उपयोग किया जाता है।

लेजर शो
लेजर प्रकाश शो को सामान्यतः मनोरंजन या प्रचार उद्देश्यों के लिए नाटकीय धुएं और कोहरे सहित दीवारों, छत या अन्य सतहों पर पैटर्न या चित्र बनाने के लिए X-Y संस्थिति पर दो गैल्वेनोमीटर स्कैनर का उपयोग करता है।