लेजर पंपिंग: Difference between revisions
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{{Short description|Powering mechanism for lasers}} | {{Short description|Powering mechanism for lasers}} | ||
[[File:Ruby laser pumping cavity assembled and disassembled.JPG|thumb|350px| | [[File:Ruby laser pumping cavity assembled and disassembled.JPG|thumb|350px|माणिक लेजर सिर बाईं ओर की चित्रण सिर को अस्पष्ट दिखाती है, जिससे पंपिंग गुहा, छड़ और क्षण दीप का पता चलता है। दाईं ओर की चित्रण सिर को त्र करती है।]]'''[[लेज़र]] पंपिंग''' में किसी बाहरी स्रोत से लेजर के माध्यम से ऊर्जा हस्तांतरण का कार्य होता है। ऊर्जा माध्यम में अवशोषित होती है, जो इसके परमाणुओं में उत्साहित अवस्थाओं का उत्पादन करती है। जब उत्साहित अवस्था में कणों की संख्या भूमि अवस्था में अधिक हो जाती है। इस स्थिति में उत्तेजित उत्सर्जन की रचना हो सकती है और माध्यम लेजर या [[ऑप्टिकल प्रवर्धक|प्रकाशीय प्रवर्धक]] के रूप में कार्य कर सकता है। पंप शक्ति लेजर की [[लासिंग दहलीज|लासिंग प्रवेशद्वार]] से अधिक होनी चाहिए। | ||
पंप ऊर्जा सामान्यतः प्रकाश या [[विद्युत प्रवाह]] के रूप में प्रदान की जाती है, किन्तु अधिक विदेशी स्रोतों का उपयोग किया गया है | पंप ऊर्जा सामान्यतः प्रकाश या [[विद्युत प्रवाह]] के रूप में प्रदान की जाती है, किन्तु अधिक विदेशी स्रोतों का उपयोग किया गया है जैसे कि [[रासायनिक प्रतिक्रिया]] या [[परमाणु प्रतिक्रिया]] है। | ||
== प्रकाशीय पंपिंग == | == प्रकाशीय पंपिंग == | ||
{{main|प्रकाशीय पंपिंग}} | {{main|प्रकाशीय पंपिंग}} | ||
=== पंपिंग गुहा === | |||
आर्क दीपक क्षण दीप के साथ पंप किया जाने वाला लेजर है। सामान्यतः लेसिंग माध्यम की पार्श्व दीवार से पंप किया जाता है, जो अधिकांशतः [[क्रिस्टल|माणभ]] छड़ के रूप में होता है। जिसमें धातु की अशुद्धता या कांच नलिका का तरल रंग होता है, जिसे दिशा-पंपिंग की स्थिति में जाना जाता है। दीपक की ऊर्जा का सबसे कुशलता से उपयोग करने के लिए दीपक और लेसिंग चिंतनशील गुहा में निहित होते हैं । जो रंग सेल में दीपक की अधिकांश ऊर्जा को पुनर्निर्देशित करेगा। | |||
[[File:Various laser pumping cavity cross section shapes.JPG|thumb|300px|विभिन्न लेजर पंपिंग गुहा विन्यास।]]सबसे सामान्य विन्यास में छड़ माध्यम के रूप में होता है, जो दर्पण गुहा के [[फोकस (ज्यामिति)]] पर स्थित होता है। जिसमें छड़ की अक्ष के लंबवत अण्डाकार अनुप्रस्थ काट होता है। क्षण दीप जो दीर्घवृत्त के अन्य फोकस पर नलिका स्थित है। [[थर्मल लेंस|गर्म]] [[लेंसिंग]] को कम करने के लिए अधिकांशतः दर्पण की आवरण को [[तरंग दैर्ध्य]] की प्रतिबिंबित करने के लिए चुना जाता है। जो तरंग दैर्ध्य को अवशोषित या प्रसारित करने के पर्यन्त लासिंग उत्पादन से कम होता है।अन्य स्थितियों में लंबी तरंग दैर्ध्य के लिए अवशोषक का उपयोग किया जाता है।अधिकांशतः दीपक बेलनाकार आवरण से घिरा होता है जिसे प्रवाह नलिका कहा जाता है। यह प्रवाह नलिका सामान्यतः कांच से बना होता है। जो अनुपयुक्त तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करेगा, जैसे कि पराबैंगनी या ठंडा पानी के लिए पथ प्रदान करता है, जो अवरक्त को अवशोषित करता है।अधिकांशतः आवरण को [[ढांकता हुआ दर्पण]] दिया जाता है, जो दीपक में प्रकाश के अनुपयुक्त तरंग दैर्ध्य को दर्शाता है। यह प्रकाश अवशोषित होता है और इसमें से कुछ को उपयुक्त तरंग दैर्ध्य पर फिर से एम्सित किया जाता है। प्रवाह नलिका हिंसक दीपक विफलता की स्थिति में छड़ की रक्षा करने के लिए भी कार्य करता है। | |||
छोटे दीर्घवृत्त कम प्रतिबिंब बनाते हैं इस स्थिति को समीप -युग्मन कहा जाता है, जो छड़ के केंद्र में उच्च तीव्रता देता है।<ref>''Solid-state laser engineering'' by Walter Koechner – Springer-Verlag 1965 Page 376</ref> तथा क्षण दीप के लिए दीपक और छड़ बराबर व्यास के होते हैं।तो दीर्घवृत्त जो उच्च से दोगुना चौड़ा होता है, जो सामान्यतः छड़ में प्रकाश की कल्पना करने में सबसे अधिक कुशल होता है। अंत मुंह पर क्षति के प्रभाव को कम करने के लिए और पर्याप्त लंबाई माध्यम प्रदान के लिए छड़ और दीपक अपेक्षाकृत लंबे होते हैं। उच्च [[विद्युत प्रतिबाधा]] के कारण, विद्युत ऊर्जा को प्रकाश में स्थानांतरित करने में लंबे समय तक क्षण दीप भी अधिक कुशल होते हैं।<ref name=Oliver>{{cite journal |title=A Comparison of Rare-Gas Flashlamps |first=J. R. |last=Oliver |author2=Barnes, F. S. |journal=IEEE Journal of Quantum Electronics |volume=5 |issue=5 |pages=232–7 |date=May 1969 |issn=0018-9197 |doi=10.1109/JQE.1969.1075765|bibcode = 1969IJQE....5..232O }}</ref> चूंकि, यदि छड़ अपने व्यास के संबंध में बहुत लंबी है, तो प्रीलासिंग नामक स्थिति हो सकती है। जिससे छड़ की ऊर्जा सही बनने से पहले ही समाप्त हो जाती है।<ref>''Solid-state laser engineering'' by Walter Koechner – Springer-Verlag 1965 Page 192</ref> इस प्रभाव को कम करने के लिए छड़ के सिरों को अधिकांशतः ब्रूस्टर के कोण पर प्रतिबिम्ब काटा जाता है।<ref>''Solid-state laser engineering'' by Walter Koechner – Springer-Verlag 1965 Page 194</ref> क्षति को कम करने के लिए पंप गुहा के सिरों पर समतल दर्पण भी अधिकांशतः उपयोग किए जाते हैं।<ref name="ReferenceA">''Solid-state laser engineering'' by Walter Koechner – Springer-Verlag 1965 Page 368-376</ref>इस रचना पर भिन्नताएं अधिक जटिल दर्पणों का उपयोग करती हैं। जो अतिव्यापी अण्डाकार आकृतियों से बनी हैं, जिससे ही छड़ को पंप करने के लिए अन्य क्षण दीप की अनुमति मिलती है। यह अधिक शक्ति को अनुमति देता है। किन्तु दर्पण कम कुशल होते हैं तो सभी प्रकाश के छड़ को उचित रूप से से चित्रित नहीं किया जाता है। जिससे गर्म क्षति में वृद्धि होती है। निकटता-युग्मित गुहा का उपयोग करके इन क्षति को कम से कम किया जा सकता है। यह दृष्टिकोण अधिक पंपिंग की अनुमति दे सकता है, चूंकि किरण की गुणवत्ता में वृद्धि हो सकती है।<ref name="ReferenceA"/> | |||
अन्य विन्यास विसरित परावर्तक सामग्री से बने गुहा में छड़ और क्षण दीप का उपयोग करता है, जैसे कि [[स्पेक्ट्रलॉन|विशिष्टॉन]] या पाउडर [[बेरियम सल्फ़ेट]] है। | |||
ये गुहाएं अधिकांशतः परिपत्र या आयताकार होती है। क्योंकि प्रकाश पर ध्यान केंद्रित करना प्राथमिक उद्देश्य नहीं है। यह प्रकाश को लासिंग माध्यम में भी नहीं जोड़ता है, क्योंकि प्रकाश छड़ तक पहुंचने से पहले अन्य प्रतिबिंब बनाता है। किन्तु अधिकांशतः धातु वाले परावर्तक की तुलना में कम रखरखाव की आवश्यकता होती है।<ref>''Solid-state laser engineering'' by Walter Koechner – Springer-Verlag 1965 Page 368-373</ref> प्रतिबिंबों की बढ़ी हुई संख्या को माध्यम की उच्च परावर्तकता क्षतिपूर्ति के लिए दिया जाता है। सोने के दर्पण के लिए 97% की तुलना में 99%।<ref>{{cite web |url=http://www.thorlabs.com/NewGroupPage9.cfm?ObjectGroup_ID=890 |work=Thorlabs.com |title=Economy front surface mirrors |accessdate=1 March 2009}}</ref> यह दृष्टिकोण अप्रकाशित छड़ याअन्य दीपक के साथ अधिक संगत है। | |||
परजीवी | परजीवी प्रणाली तब होते हैं जब छड़ की लंबाई के अतिरिक्त अन्य दिशाओं में प्रतिबिंब उत्पन्न होते हैं। जो ऊर्जा का उपयोग कर सकते हैं, जो किरण के लिए उपलब्ध होगी। यह विशेष समस्या हो सकती है यदि छड़ के बैरल को चमकदार किया जाता है। बेलनाकार लेजर छड़ और ठंडे पानी के बीच [[कुल आंतरिक प्रतिबिंब|संपूर्ण आंतरिक प्रतिबिंब]] के कारण दीर्घा प्रणाली का समर्थन करते हैं। जो छड़ की परिधि के चारों ओर लगातार प्रतिबिंबित करते हैं। [[हल्की नलिका]] प्रणाली वक्र पथ में छड़ की लंबाई को प्रतिबिंबित कर सकते हैं। यदि छड़ में प्रतिबिम्ब आवरण है तो तरल पदार्थ में डूबा हुआ है जो इसके [[अपवर्तक सूचकांक]] से मेल खाता है। इन परजीवी प्रतिबिंबों को यह नाटकीय रूप से कम किया जा सकता है। इसी प्रकार यदि छड़ का बैरल खुरदरी ठंढी हुई या अंडाकार है। तो आंतरिक प्रतिबिंबों को प्रसारित किया जा सकता है।<ref>''Solid-state laser engineering'' by Walter Koechner – Springer-Verlag 1965 Page 193-194</ref>दीपक के साथ पंप करना अधिकांश ऊर्जा केंद्रित हो जाती है, जिससे किरण रूपरेखा खराब हो जाती है। छड़ के लिए ठंढा बैरल होना सामान्य बात है। प्रकाश को प्रसारित करने के लिए पूरे छड़ में प्रकाश का अधिक वितरण प्रदान करता है। यह उच्च अनुप्रस्थ प्रणाली के लिए माध्यम में अधिक ऊर्जा अवशोषण की अनुमति देता है। पाले से ओढ़ लिया प्रवाह नलिका या प्रसारित परावर्तक कम स्थानांतरण दक्षता के लिए अग्रणी है इस प्रभाव को बढ़ाने में सहायता करता है तथा [[लाभ (लेजर)|(लेजर)]] में सुधार करता है।<ref>''Solid-state laser engineering'' by Walter Koechner – Springer-Verlag 1965 Page 380-381</ref>लेजर पोषिता सामग्री को कम अवशोषण के लिए चुना जाता है। केवल [[डोपेंट]] अवशोषित करता है इसलिए डोपिंग द्वारा अवशोषित नहीं होने वाली आवृत्तियों पर कोई भी प्रकाश दीपक में वापस जाएगा और प्लाज्मा को गर्म करेगा दीपक का जीवन छोटा हो जाता है। | ||
लेजर | |||
=== | === क्षण दीप पंपिंग === | ||
[[File:Three xenon flashtubes and a krypton arc lamp.jpg|thumb|300px|लेजर पंपिंग दीपक | [[File:Three xenon flashtubes and a krypton arc lamp.jpg|thumb|300px|लेजर पंपिंग दीपक शीर्ष तीन ज़ेनॉन फ्लैशलैंप हैं चूँकि नीचे क्रिप्टन आर्क दीपक है]] | ||
[[File:Xenon high speed flash and external triggering.jpg|thumb|200px|इस | [[File:Xenon high speed flash and external triggering.jpg|thumb|200px|इस बहुत तेजी से स्राव में बाहरी ट्रिगरिंग का उपयोग किया गया था। बहुत उच्च गति (3.5 माइक्रोसेकंड) के कारण, वर्तमान में न केवल पूरी प्रकार से गर्म करने और नलिका को भरने में असमर्थ है, किंतु अभी भी कांच के साथ सीधे संपर्क में है।]] | ||
[[File:Rare gas flashtube spectral outputs.JPG|thumb|250px| विभिन्न गैसों का उपयोग करके | [[File:Rare gas flashtube spectral outputs.JPG|thumb|250px| विभिन्न गैसों का उपयोग करके क्षण दीप के लिए विशिष्ट उत्पादन, वर्तमान घनत्व पर ग्रेयबॉडी विकिरण के समीप पहुंचता है।]][[फ़्लैशट्यूब|फ़्लैश नलिका]] लेज़रों के लिए सबसे प्रारंभिक ऊर्जा स्रोत थे। वे ठोस-अवस्था और रंग लेज़रों दोनों में उच्च स्पंदित ऊर्जाओं के लिए उपयोग किए जाते हैं। वे प्रकाश के व्यापक वर्णक्रम का उत्पादन करते हैं। जिससे अधिकांश ऊर्जा गर्मी के रूप में नष्ट हो जाती है। क्षण दीप का जीवन काल भी छोटा होता है।<ref>{{cite book |title=Electronic Flash Strobe |first=Harold E. |last=Edgerton |year=1979 |publisher=MIT Press |isbn=978-0-262-55008-6}}</ref> पहले लेजर में माणिक छड़ के आसपास पेचदार क्षण दीप सम्मलित था। | ||
[[फ्यूज्ड क्वार्ट्ज]] | [[फ्यूज्ड क्वार्ट्ज|संगलित क्वार्ट्ज]] क्षण दीप लेज़रों में उपयोग किए जाने वाला सबसे सामान्य प्रकार हैं। कम ऊर्जा या उच्च पुनरावृत्ति दरों पर, 900°C के उच्च तापमान पर संचालित हो सकते हैं। उच्च औसत शक्तियों या पुनरावृत्ति दरों के लिए पानी को ठंडा करने की आवश्यकता होती है। पानी को सामान्यतः ना केवल दीपक की चाप लंबाई धोना पड़ता है, किंतु कांच के विद्युदग्र भाग को भी धोना पड़ता है। क्षण दीप सामान्यतः विद्युदग्र के चारों ओर सिकुड़े हुए कांच के साथ निर्मित होते हैं जिससे टंगस्टन को सीधे ठंडा किया जा सके। यदि विद्युदग्र को कांच [[थर्मल विस्तार|गर्म विस्तार]] की तुलना में बहुत अधिक गर्म करने की अनुमति दी जाती है। तो गर्म विस्तार सील को तोड़ सकता है।<ref name=perkinelmer>{{cite web |url=http://optoelectronics.perkinelmer.com/content/RelatedLinks/CAT_flash.pdf |title=High Performance Flash and Arc Lamps |publisher=PerkinElmer |accessdate=3 February 2009}}</ref>दीपक जीवनकाल मुख्य रूप से विशेष दीपक के लिए उपयोग की जाने वाली ऊर्जा पर निर्भर करता है। कम ऊर्जा [[ध्वनि]] को जन्म देती हैं। जो कैथोड से सामग्री को हटा सकती हैं और इसे कांच पर फिर से बना सकती हैं। जिससे अंधेरे प्रतिबिंबित की उपस्थिति बनती है।कम ऊर्जा में जीवन अधिक अप्रत्याशित हो सकता है। उच्च ऊर्जा का कारण दीवार पृथक होती है, जो न केवल कांच को मेघ की रूप देता है।किंतु इसे संरचनात्मक रूप से दुर्बल करता है।और [[ऑक्सीजन]] को जारी करता है तथा दबाव को प्रभावित करता है। किन्तु इन ऊर्जा स्तरों पर जीवन प्रत्याशा की गणना उचित मात्रा में सटीकता के साथ की जा सकती है।<ref name=perkinelmer/> | ||
दीपक जीवनकाल मुख्य रूप से विशेष दीपक के लिए उपयोग की जाने वाली ऊर्जा | |||
नाड़ी की अवधि भी जीवनकाल को प्रभावित कर सकती है और कैथोड से बड़ी मात्रा में सामग्री को छीन सकती हैं। इसे दीवारों पर एकत्र कर सकती हैं। बहुत कम नाड़ी अवधि के साथ, यह सुनिश्चित करने के लिए ध्यान रखा जाना चाहिए कि चाप दीपक में केंद्रित है। कांच से दूर गंभीर दीवार पृथक्करण को रोकता है।<ref name=perkinelmer/> सामान्यतः छोटी दलों के लिए अनुशंसित नहीं है।<ref name=perkinelmer/> उबाल-वोल्टेज ट्रिगरिंग का उपयोग सामान्यतः बहुत तेज़ बहाव के लिए किया जाता है। जैसा कि रंग लेज़रों में उपयोग किया जाता है और अधिकांशतः इसे प्री-नाड़ी तकनीक के साथ मिलाया जाता है। जहां छोटे से दीप के रूप में मुख्य दीप से पहले मात्र मिलीसेकंड प्रारंभ किया जाता है। पहले से गैस को गरम करने के समय में वृद्धि होती है ।<ref>{{cite journal |title=Design and analysis of flashlamp systems for pumping organic dye lasers |first=J. F. |last=Holzrichter |author2=Schawlow, A. L. |journal=Annals of the New York Academy of Sciences |pmid=5273396 |volume=168 |issue=3 |date=February 1969 |pages=703–14|bibcode = 1969NYASA.168..703H |doi = 10.1111/j.1749-6632.1969.tb43155.x |s2cid=34719312 }}</ref>रंग लेजर कभी -कभी अक्षीय पंपिंग का उपयोग करते हैं। जिसमें खोखले कुंडलाकार आकार का क्षण दीप होता है। बाहरी लिफाफे के साथ केंद्र में उपयुक्त प्रकाश करने के लिए प्रतिबिंबित होता है। रंग सेल को बीच में रखा गया है, जो पंपिंग प्रकाश का अधिक वितरण प्रदान करता है। ऊर्जा के अधिक कुशल हस्तांतरण खोखले क्षण दीप में सामान्य क्षण दीप की तुलना में कम प्रवर्तन भी होता है। जो छोटा दीप संपादन प्रदान करता है। संभवतः ही रंग लेज़रों के लिए समाक्षीय रचना का उपयोग किया जाता है। जिसमें सामान्य क्षण दीप होता है जो कुंडलाकार आकार की रंग सेल से घिरा होता है। यह उच्च हस्तांतरण दक्षता प्रदान करता है, जो परावर्तक की आवश्यकता को समाप्त करता है। किन्तु विवर्तन हानि कम करने का कारण बनती है।<ref>"Principles of Lasers", by Orazio Svelto</ref> क्षण दीप का उत्पादन वर्णक्रम मुख्य रूप से इसके [[वर्तमान घनत्व]] का उत्पाद है।<ref name=perkinelmer/> नाड़ी अवधि के लिए विस्फोट ऊर्जा का निर्धारण करने के बाद ऊर्जा की मात्रा जो इसे क्षण दीप में नष्ट कर देगी | संचालन के लिए सुरक्षित ऊर्जा स्तर का चयन करने के लिए वोल्टेज और धारिता का संतुलन उत्पादन को केंद्र में समायोजित किया जाता है। जो दूर पराबैंगनी के निकट होता है। कम वर्तमान घनत्व बहुत उच्च वोल्टेज और कम वर्तमान के उपयोग से होता है।<ref name=perkinelmer/><ref name=xeguide>{{cite web |url=http://members.misty.com/don/xeguide.html |title=General Xenon Flash and Strobe Design Guidelines |first=Don |last=Klipstein |accessdate=3 February 2009}}</ref> यह निकट-IR में केंद्रित उत्पादन के साथ व्यापक वर्णक्रमीय रेखाओं का उत्पादन करता है। ND यग लेजर और एर्बियम। यग लेजर अवरक्त लेजर जैसे अवरक्त लेज़रों को पंप करने के लिए सबसे अच्छा होता है। उच्च वर्तमान घनत्व वर्णक्रमीय रेखाओं को उस बिंदु तक व्यापक बनाते हैं जहां वे साथ मिश्रण करना प्रारंभ करते हैं। निरंतरता सिद्धांत उत्सर्जन का उत्पादन होता है। लंबे समय तक तरंग दैर्ध्य कम तरंग दैर्ध्य की तुलना में कम वर्तमान घनत्व पर संतृप्ति स्तर तक पहुंचते हैं। इसलिए जैसे -जैसे वर्तमान में वृद्धि होती है, उत्पादन केंद्र दृश्य वर्णक्रम की ओर स्थानांतरित हो जाता है। जो कि [[रूबी लेजर|माणिक लेजर]] जैसे दृश्यमान प्रकाश लेजर पंप करने के लिए उच्च है।<ref name=Oliver/>इस बिंदु पर, गैस लगभग आदर्श [[ग्रेबॉडी रेडिएटर]] बन जाती है।<ref name=xeguide/>यहां तक कि उच्च वर्तमान घनत्व पराबैंगनी में उत्पादन को केंद्रित करते हुए ब्लैकबॉडी विकिरण का उत्पादन करेगा। | |||
[[Xenon]] का उपयोग इसकी अच्छी दक्षता के कारण बड़े पैमाने पर किया जाता | [[Xenon|ज़ेनॉन]] का उपयोग इसकी अच्छी दक्षता के कारण बड़े पैमाने पर किया जाता है।<ref name=perkinelmer/>चूंकि [[क्रीप्टोण]] का उपयोग अधिकांशतः [[Index.php?title=नियोडिमियम|नियोडिमियम]] डोपेड लेजर छड़ को पंप करने के लिए किया जाता है। इसका कारण यह है कि निकट-IR सीमा में वर्णक्रमीय रेखाएं नियोडिमियम के अवशोषण पंक्तियों से उच्च मेल खाती हैं। जिससे क्रिप्टन को उच्च हस्तांतरण दक्षता मिलती है, यदि इसका बिजली उत्पादन कम हो।<ref name=perkinelmer/><ref>{{cite journal |title=Flashlamp discharge and laser efficiency |first=R. H. |last=Dishington |author2=Hook, W. R. |author3=Hilberg, R. P. |journal=Applied Optics |volume=13 |issue=10 |pages=2300–2312 |doi=10.1364/AO.13.002300 |year=1974 |pmid=20134680|bibcode = 1974ApOpt..13.2300D }}</ref><ref>{{cite encyclopedia |url=https://www.rp-photonics.com/lamp_pumped_lasers.html |title=Lamp-pumped Lasers |encyclopedia=Encyclopedia of Laser Physics and Technology |publisher=RP Photonics |accessdate=3 February 2009}}</ref> यह ND। यग के साथ विशेष रूप से प्रभावी होता है, जिसमें संकीर्ण अवशोषण रूपरेखा है। क्रिप्टन के साथ पंप किया गया, ये लेजर से प्राप्य उत्पादन पावर से दोगुने तक प्राप्त कर सकते हैं।<ref>''Solid-state laser engineering'' by Walter Koechner – Springer-Verlag 1965 Page 335</ref> विशिष्ट रेखा उत्सर्जन को सामान्यतः क्रिप्टन के साथ ND। यग को पंप करते समय चुना जाता है, किन्तु सभी विशिष्ट पंक्तियां ND के अवशोषण बन्धन को याद करती हैं। यग जब ज़ेनन के साथ पंपिंग करते समय निरंतरता उत्सर्जन का उपयोग किया जाता है।<ref name="Walter Koechner Page 191-193">''Solid-state lasers: a graduate text'' by Walter Koechner, Michael Bass – Springer-Verlag 2003 Page 190</ref> | ||
=== आर्क दीपक पंपिंग === | === आर्क दीपक पंपिंग === | ||
[[File:Long arc lamp.svg|thumb|[[आर्क लैंप|आर्क दीपक]] | [[File:Long arc lamp.svg|thumb|[[आर्क लैंप|आर्क दीपक]] शीर्ष के साथ लेजर छड़ नीचे का प्रकाशीय पंपिंग।लाल गरम।नीला। ठंडा।हरी बत्ती।गैर-ग्रीन तीर। जल प्रवाह।ठोस रंग। धातु।हल्के रंग। संगलित क्वार्ट्ज।<ref>{{cite web |url=http://www.sintecoptronics.com/lamp4462.gif |title=Lamp 4462 |format=gif |work=Sintec Optronics |accessdate=1 March 2009}}</ref><ref>{{cite web |url=http://www.sintecoptronics.com/lamp5028.gif |title=Lamp 5028 |format=gif |work=Sintec Optronics |accessdate=1 March 2009}}</ref>]] | ||
[[File:Edelgase in Entladungsroehren.jpg|thumb|200px|ये [[गैस-निर्वासन दीपक]] विभिन्न महान गैसों के वर्णक्रमीय | [[File:Edelgase in Entladungsroehren.jpg|thumb|200px|ये [[गैस-निर्वासन दीपक]] विभिन्न महान गैसों के वर्णक्रमीय रेखा उत्पादन दिखाते हैं।]]आर्क दीपक का उपयोग उन छड़ को पंप करने के लिए किया जाता है जो निरंतर संचालन का समर्थन करती है। इससे किसी भी आकार और शक्ति को बनाया जा सकता है। विशिष्ट आर्क दीपक वोल्टेज पर संचालित होते हैं जो निश्चित वर्तमान स्तर को बनाए रखने के लिए पर्याप्त है। जिसके लिए दीपक को संचालित करने के लिए रचना किया गया था। यह अधिकांशतः 10 से 50 एम्पियर की सीमा में होता है। उनके बहुत उच्च दबावों के कारण आर्क दीपक को प्रारंभिक के लिए विशेष रूप से रचना की गई है जिसमें परिपथ की आवश्यकता होती है। मर्मभेदी सामान्यतः तीन चरणों में होती है। ट्रिगरिंग चरण में, श्रृंखला से अत्यंत उच्च वोल्टेज नाड़ी ट्रिगरिंग श्रृंखला ट्रिगरिंग ट्रांसफार्मर विद्युदग्र के बीच चमकना प्रकाश की किरण बनाता है। किन्तु, मुख्य वोल्टेज को संभालने के लिए प्रतिबाधा बहुत अधिक है। बूस्ट वोल्टेज चरण तब प्रारंभ किया जाता है, जहां वोल्टेज जो विद्युदग्र के बीच [[वोल्टेज घटाव]] से अधिक होता है। उसे दीपक के माध्यम से संचालित किया जाता है, जब तक कि गैस को [[प्लाज्मा]] भौतिकी अवस्था तक गर्म नहीं किया जाता है। जब प्रतिबाधा अधिक कम हो जाती है, तो वर्तमान नियंत्रण चरण समाप्त हो जाता है, जहां मुख्य वोल्टेज वर्तमान को स्थिर स्तर तक चलाना प्रारंभ कर देता है।<ref name=perkinelmer/> | ||
आर्क दीपक पंपिंग गुहा में क्षण दीप पंप लेजर के समान होता है। छड़ के साथ और परावर्तक गुहा में अधिक दीपक गुहा का सटीक आकार अधिकांशतः इस बात पर निर्भर करता है कि कितने दीपक का उपयोग किया गया हैं। तथा मुख्य अंतर शीतलन में है। आर्क दीपक को पानी के साथ ठंडा करने की आवश्यकता होती है, यह सुनिश्चित करते हुए कि पानी कांच से परे और विद्युदग्र योजक के साथ -साथ भी होता है। इसके लिए कम से कम 200 किलोहम की [[प्रतिरोधकता]] के साथ [[विआयनीकृत पानी]] के उपयोग की आवश्यकता होती है। जिससे परिपथ को छोटा करने और [[इलेक्ट्रोलीज़|विद्युतपघटन]] के माध्यम से विद्युदग्र छड़ के लिए किया जाता है। पानी सामान्यतः 4 से 10 लीटर प्रति मिनट की दर से प्रवाह नलिका के माध्यम से चैनल किया जाता है।<ref name=perkinelmer/> | |||
चाप दीपक लगभग सभी महान गैस प्रकारों में आते हैं, जिनमें ज़ेनन, क्रिप्टन, [[आर्गन]], [[नीयन|नियोन]] और [[हीलियम]] सम्मलित हैं, जो सभी वर्णक्रमीय पंक्तियों का उत्सर्जन करते हैं जो गैस के लिए बहुत विशिष्ट हैं। आर्क दीपक का उत्पादन वर्णक्रम अधिकांशतः गैस प्रकार पर निर्भर होता है, जो कम वर्तमान घनत्व पर संचालित क्षण दीप के समान संकीर्ण बन्धन [[वर्णक्रमीय रेखाएँ]] हैं।उत्पादन निकट अवरक्त में सबसे अधिक है, और सामान्यतः ND। यग जैसे अवरक्त लेज़रों को पंप करने के लिए उपयोग किया जाता है। | |||
=== बाहरी लेजर पंपिंग === | === बाहरी लेजर पंपिंग === | ||
[[File:Dye laser alignment intra-cavity beam @ 589nm.jpg|thumb| | [[File:Dye laser alignment intra-cavity beam @ 589nm.jpg|thumb|रंग लेजर 589nm (एम्बर येलो) के लिए ट्यून किया गया, जो बाहरी, आवृत्ति-दुखी ND। याग लेजर @ 532nm पीला-हरी के साथ पंप किया गया।तरंग दैर्ध्य के बीच निकटता से बहुत छोटे [[स्टोक्स शिफ्ट|स्टोक्स लगे]] होते हैं, जिससे ऊर्जा के क्षति को कम किया जाता है।]]उपयुक्त प्रकार के लेजर का उपयोग दूसरे लेजर को पंप करने के लिए किया जाता है। पंप लेजर का संकीर्ण वर्णक्रम इसे लासिंग माध्यम के अवशोषण पंक्तियों की अत्यन्त निकट से मेल खाने की अनुमति देता है। जिससे यह क्षण दीप के उत्सर्जन की तुलना में बहुत अधिक कुशल ऊर्जा हस्तांतरण देता है। [[डायोड लेजर]] पंप [[डायोड-पंपेड सॉलिड-स्टेट लेजर|डायोड-पंपेड ठोस-अवस्था लेजर]] और तरल [[डाई लेजर|रंग लेजर]], [[रिंग लेजर]] रचना का उपयोग अधिकांशतः विशेष रूप से रंग लेजर में किया जाता है। रिंग लेजर गोलाकार पथ में प्रकाश को प्रतिबिंबित करने के लिए तीन या अधिक दर्पण का उपयोग करता है। यह अधिकांश फैब्री -पेरोट गुंजयमान यंत्र द्वारा उत्पन्न खड़ी लहर को समाप्त करने में सहायता करता है, जिससे माध्यम की ऊर्जा का उच्च उपयोग होता है।<ref>''Laser fundamentals'' by [[William T. Silfvast|William Thomas Silfvast]] – Cambridge University Press 1996 Page 397-399</ref> | ||
=== अन्य प्रकाशीय पंपिंग विधियाँ === | === अन्य प्रकाशीय पंपिंग विधियाँ === | ||
गैस लेज़रों को उत्तेजित करने के लिए [[माइक्रोवेव]] या [[आकाशवाणी आवृति]] | गैस लेज़रों को उत्तेजित करने के लिए [[माइक्रोवेव]] या [[आकाशवाणी आवृति]] EM विकिरण का उपयोग किया जा सकता है। | ||
सौर-पंप किया गया लेजर पंप स्रोत के रूप में [[सौर विकिरण]] का उपयोग करता है।<ref>{{cite journal |journal=Applied Physics Letters |volume=49 |issue=7 |pages=369–370 |date=18 August 1986 |doi=10.1063/1.97589 |title=Low-threshold solar-pumped laser using C2F5I |last1=De Young |first1=R. J. |last2=Weaver |first2=W. R.|bibcode = 1986ApPhL..49..369D }}</ref><ref>{{cite journal |journal=Appl. Phys. Lett. |volume=90 |issue=26 |page=261120 |date=25 June 2007|doi=10.1063/1.2753119 |title=High-efficiency and economical solar-energy-pumped laser with Fresnel lens and chromium codoped laser medium|bibcode = 2007ApPhL..90z1120Y |last1=Yabe |first1=T. |last2=Ohkubo |first2=T. |last3=Uchida |first3=S. |last4=Yoshida |first4=K. |last5=Nakatsuka |first5=M. |last6=Funatsu |first6=T. |last7=Mabuti |first7=A. |last8=Oyama |first8=A. |last9=Nakagawa |first9=K. |last10=Oishi |first10=T. |last11=Daito |first11=K. |last12=Behgol |first12=B. |last13=Nakayama |first13=Y. |last14=Yoshida |first14=M. |last15=Motokoshi |first15=S. |last16=Sato |first16=Y. |last17=Baasandash |first17=C. }}</ref> | सौर-पंप किया गया लेजर पंप स्रोत के रूप में [[सौर विकिरण]] का उपयोग करता है।<ref>{{cite journal |journal=Applied Physics Letters |volume=49 |issue=7 |pages=369–370 |date=18 August 1986 |doi=10.1063/1.97589 |title=Low-threshold solar-pumped laser using C2F5I |last1=De Young |first1=R. J. |last2=Weaver |first2=W. R.|bibcode = 1986ApPhL..49..369D }}</ref><ref>{{cite journal |journal=Appl. Phys. Lett. |volume=90 |issue=26 |page=261120 |date=25 June 2007|doi=10.1063/1.2753119 |title=High-efficiency and economical solar-energy-pumped laser with Fresnel lens and chromium codoped laser medium|bibcode = 2007ApPhL..90z1120Y |last1=Yabe |first1=T. |last2=Ohkubo |first2=T. |last3=Uchida |first3=S. |last4=Yoshida |first4=K. |last5=Nakatsuka |first5=M. |last6=Funatsu |first6=T. |last7=Mabuti |first7=A. |last8=Oyama |first8=A. |last9=Nakagawa |first9=K. |last10=Oishi |first10=T. |last11=Daito |first11=K. |last12=Behgol |first12=B. |last13=Nakayama |first13=Y. |last14=Yoshida |first14=M. |last15=Motokoshi |first15=S. |last16=Sato |first16=Y. |last17=Baasandash |first17=C. }}</ref> | ||
== विद्युत पंपिंग == | == विद्युत पंपिंग == | ||
[[गैस लेजर]] में [[विद्युत चमक निर्वहन]] | [[गैस लेजर]] में [[विद्युत चमक निर्वहन]] सामान्य है। उदाहरण के लिए, हीलियम नेन लेजर के बहाव से इलेक्ट्रॉनों को हीलियम परमाणुओं से टकराते हैं और उन्हें उत्तेजित करते हैं। उत्तेजित हीलियम परमाणु तब ऊर्जा स्थानांतरित करते हुए नियॉन परमाणुओं से टकराते हैं । यह नियोन परमाणुओं की उलटा उपनिवेश का निर्माण करने की अनुमति देता है। | ||
विद्युत प्रवाह का उपयोग सामान्यतः [[लेज़र डायोड]] और | विद्युत प्रवाह का उपयोग सामान्यतः [[लेज़र डायोड]] और अर्धचालक माणभ लेजर पंप करने के लिए किया जाता है उदाहरण के लिए, जर्मेनियम<ref>{{cite web |url=http://spie.org/x39922.xml |title=SPIE Virtual Laser Exhibit: 1980–1989 |accessdate=24 September 2010}} photo 3</ref> को पंप करने के लिए किया जाता है। | ||
[[इलेक्ट्रॉन बीम]] | [[इलेक्ट्रॉन बीम|इलेक्ट्रॉन किरण]] [[मुक्त इलेक्ट्रॉन लेजर]] और कुछ [[साइमर लेजर]] पंप करते हैं । | ||
== गैस गतिशील पंपिंग == | == गैस गतिशील पंपिंग == | ||
{{main| | {{main|गैस गतिशील लेजर}} | ||
[[गैस गतिशील लेजर]] का निर्माण गैसों के [[पराध्वनिक]] प्रवाह का उपयोग करके किया जाता है, जैसे कि [[कार्बन डाइऑक्साइड]], अणुओं को अतीत की सीमा को उत्तेजित करने के | [[गैस गतिशील लेजर]] का निर्माण गैसों के [[पराध्वनिक]] प्रवाह का उपयोग करके किया जाता है, जैसे कि [[कार्बन डाइऑक्साइड]], अणुओं को अतीत की सीमा को उत्तेजित करने के लिए किया जाता है। गैस पर दबाव डाला जाता है और फिर 1400 [[केल्विन]] के रूप में उच्च ताप तक गर्म किया जाता है। गैस को तब विशेष आकार के नोजल के माध्यम से बहुत कम दबाव में तेजी से विस्तार करने की अनुमति दी जाती है। यह विस्तार पराध्वनिक वेगों पर होता है कभी -कभी संख्या के रूप में उच्च होता है। ऊपरी उत्साहित अवस्था में गर्म गैस में अन्य अणु होते हैं, जो अन्य और निचले अवस्था में होते हैं। तेजी से विस्तार स्थिरोष्म प्रक्रिया का कारण बनता है, जो तापमान को 300 K तक कम कर देता है। तापमान में यह कमी ऊपरी और निचले अवस्था में अणुओं को अपने संतुलन को विश्राम करने के लिए मूल्य पर करती है जो कम तापमान के लिए अधिक उपयुक्त है। चूंकि, निचले अवस्था में अणु बहुत जल्दी विश्राम करते हैं। चूँकि, ऊपरी अवस्था के अणुओं को विश्राम करने में अधिक समय लगता है अच्छी मात्रा में अणु ऊपरी अवस्था में रहते हैं, इसलिए जनसंख्या को उलटा बनाया जाता है, जो अधिकांशतः अधिक दूरी के नीचे की ओर फैली होती है। गतिशील कार्बन डाइऑक्साइड लेजर से 100 किलोवाट के रूप में निरंतर लहर उत्पादन प्राप्त किए गए हैं।<ref>Principles of lasers By Orazio Svelto – Plenum Press 1998 Page 203</ref> पराध्वनिक विस्तार के इसी प्रकार के तरीकों का उपयोग स्थिरोष्म रूप से ठंडा [[कार्बन मोनोआक्साइड]] लेज़रों के लिए किया जाता है, जो बाद में रासायनिक प्रतिक्रिया विद्युत या रेडियो आवृत्ति पंपिंग के माध्यम से पंप किए जाते हैं। स्थिरोष्म ठंडे तरल नाइट्रोजन के साथ भारी और महंगा [[क्रायोजेनिक]] शीतलन की स्थान लेता है। जिससे कार्बन मोनोऑक्साइड लेजर की दक्षता बढ़ जाती है। इस प्रकार के लेजर उत्पादन में गीगावाट के रूप में उच्च उत्पादन करने में सक्षम हैं, जिसमें 60% तक की क्षमता है।<ref>Principles of lasers By Orazio Svelto – Plenum Press 1998 Page 442-443</ref> | ||
== अन्य प्रकार == | == अन्य प्रकार == | ||
आवेश-विस्थापन स्व-चैनलिंग इलेक्ट्रॉनों के [[पॉन्डरोमोटिव बल]] द्वारा बनाए गए स्तंभ के साथ उच्च ऊर्जा एकाग्रता को जन्म देता है। चैनल कम तरंग दैर्ध्य माध्यमिक विकिरण और अंततः बहुत कम तरंग दैर्ध्य लेसिंग को भी स्तंभ करेगा।<ref>{{cite journal|last1=Boyer|first1=K.|last2=Luk|first2=T. S.|last3=Solem|first3=J. C.|last4=Rhodes|first4=C. K.|year=1988|title=Charge-displacement self-channeling as a method for energy concentration|journal=Proceedings of the OSA Topical Meeting on Short Wavelength Coherent Radiation: Generation and Applications, September 26–29, 1988, Cape Cod, MA, Falcone, R. W. And Kirz, J. Eds, (Optical Society of America)|volume=2|pages=233–235|url=https://inis.iaea.org/search/search.aspx?orig_q=RN:21000549}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Solem|first1=J. C.|last2=Luk|first2=T. S.|last3=Boyer|first3=K.|last4=Rhodes|first4=C. K.|year=1989|title=High-intensity charge-displacement self channeling|journal=Proceedings of the High Energy Density Physics with Subpicosecond Laser Pulses Topical Meeting, September 11–13, 1989, Snowbird, Utah, (Optical Society of America)|volume=17|issue=LA-UR-89-2051 Los Alamos National Laboratory|url=https://books.google.com/books?id=WCZRAAAAMAAJ|isbn=9781557521026}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Solem|first1=J. C.|last2=Luk|first2=T. S.|last3=Boyer|first3=K.|last4=Rhodes|first4=C. K.|year=1989|title=Prospects for X-ray amplification with charge-displacement self channeling|journal=IEEE Journal of Quantum Electronics|volume=25|issue=12|pages=2423–2430|bibcode = 1989IJQE...25.2423S |doi = 10.1109/3.40625 }}</ref><ref>{{cite journal|last1=Boyer|first1=K.|last2=Luk|first2=T. S.|last3=McPherson|first3=A.|last4=Shi|first4=X.|last5=Solem|first5=J. C.|last6=Rhodes|first6=C. K.|last7=Borisov|first7=A. 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B.|last2=Borovskij|first2=A. |last3=Korobkin|first3=V.|last4=Prokhorov|first4=A.|last5=Shiryaev|first5=O.|last6=Shi|first6=X.|last7=Luk|first7=T. S.|last8=McPherson|first8=A.|last9=Solem|first9=J. C.|last10=Boyer|first10=K.|last11=Rhodes|first11=C. K.|year=1992|title=Observation of relativistic / charge-displacement self-channeling of intense sub-picosecond ultraviolet (248 nm) radiation in plasmas|journal=Physical Review Letters|volume=68|issue=15|pages=2309–2312|bibcode = 1992PhRvL..68.2309B |doi = 10.1103/PhysRevLett.68.2309 |pmid=10045362}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Borisov|first1=A. B.|last2=Borovskij|first2=A. |last3=Shiryaev|first3=O.|last4=Karpov|first4=V.B.|last5=Korobkin|first5=V.|last6=Prokhorov|first6=A.|last7=Solem|first7=J. C.|last8=McPherson|first8=A.|last9=Shi|first9=X.|last10=Luk|first10=T. S.|last11=Boyer|first11=K.|last12=Rhodes|first12=C. K.|year=1992|title=Investigation of relativistic and charge-displacement self-channelling of intense subpicosecond ultraviolet (248 nm) radiation in plasmas|journal=Proceedings of the 3rd International Colloquium on X-ray Lasers, X-Ray Lasers '92, Schliersee, Germany, May 18–22, 1992 (Institute of Physics, CRC Press, Brystol, England)|volume=125|pages=229|url=https://books.google.com/books?id=zA9HqmPiV-YC&pg=PA229|isbn=9780854984152}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Borisov|first1=A. B.|last2=Borovskij|first2=A. |last3=Shiryaev|first3=O.|last4=Korobkin|first4=V.|last5=Prokhorov|first5=A.|last6=Solem|first6=J. C.|last7=Luk|first7=T. S.|last8=Boyer|first8=K.|last9=Rhodes|first9=C. K.|year=1992|title=Relativistic and charge-displacement self-channeling of intense short-duration laser pulses in plasmas|journal=Proceedings of SPIE 1551, Ultrashort Wavelength Lasers (International Society for Optics and Photonics)|volume=1551|pages=224–233|doi=10.1117/12.134824|bibcode=1992SPIE.1551..224B|s2cid=122507905|url=http://proceedings.spiedigitallibrary.org/proceeding.aspx?articleid=970641}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Zigler|first1=A.|last2=Borisov|first2=A. B.|last3=Burkhalter |first3=P. |last4=Nagel |first4=D.|last5=Boyer|first5=K.|last6=Luk|first6=T. S.|last7=McPherson|first7=A.|last8=Solem|first8=J. C.|last9=Rhodes|first9=C. K.|year=1992|title=Generation of high-intensity kilovolt radiation for x-ray amplifier excitation|journal=Proceedings of SOQE Conference, December 1992 (Society for Optical & Quantum Electronics)}}</ref><ref>{{cite journal|last=Solem|first=J. 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K.|year=1993|title=Observation of relativistic and charge-displacement self-channeling of intense sub-picosecond ultraviolet radiation in plasmas|journal=Proceedings of the Eighteenth International Quantum Electronics Conference IQEC '92, Vienna, Austria, June 14–19, 1992.}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Boyer|first1=K.|last2=Luk|first2=T. S.|last3=McPherson|first3=A.|last4=Shi|first4=X.|last5=Solem|first5=J. C.|last6=Rhodes|first6=C. K.|last7=Borisov|first7=A. B.|last8=Borovskij|first8=A. |last9=Shiryaev|first9=O.|last10=Korobkin|first10=V.|year=1992|title=X-ray amplifier energy deposition scaling with channeled propagation|journal=Proceedings of the 14th International Conference on Lasers '91, San Diego, CA, December 9–13, 1991, Duarte, F. J.; Harris, D. G.; Eds. |pages=9–13|bibcode=1992laap.conf....9B|url=http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/25/020/25020185.pdf}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Zigler|first1=A.|last2=Burkhalter |first2=P. |last3=Nagel |first3=D.|last4=Boyer|first4=K.|last5=Luk|first5=T. S.|last6=McPherson|first6=A.|last7=Solem|first7=J. C.|last8=Rhodes|first8=C. K.|year=1993|title=Observation of high-intensity kilovolt radiation for x-ray amplifier excitation|journal=Proceedings of International Quantum Electronics Conference, Vienna, Austria, 1993}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Borisov|first1=A. B.|last2=Korobkin|first2=V.|last3=Karpov|first3=V. B.|last4=Shiryaev|first4=O. B.|last5=Shi|first5=X.|last6=Luk|first6=T.|last7=McPherson|first7=A.|last8=Boyer|first8=K.|last9=Solem|first9=J. C.|last10=Rhodes|first10=C. K.|year=1993|title=Stability analysis of relativistic and charge-displacement self-channeling of intense laser pulses|journal=Proceedings of Short Wavelength V: Physics with Intense Laser Pulses, San Diego, CA, March 29–31, 1993. Corkum, P. And Perry, M. Eds; (Optical Society of America) |pages=220|url=https://books.google.com/books?id=INRvNwAACAAJ}}</ref><ref>{{cite journal|last1=Borisov|first1=A. B.|last2=Shi|first2=X.|last3=Karpov|first3=V. B.|last4=Korobkin|first4=V.|last5=Solem|first5=J. C.|last6=Shiryaev|first6=O. B.|last7=McPherson|first7=A.|last8=Boyer|first8=K.|last9=Rhodes|first9=C. K.|year=1994|title=Stable self-channeling of intense ultraviolet pulses in underdense plasma producing channels exceeding 100 Rayleigh lengths|journal=Journal of the Optical Society of America B|volume=11|issue=10|pages=1941–1947|bibcode = 1994JOSAB..11.1941B |doi = 10.1364/JOSAB.11.001941 }}</ref>रासायनिक प्रतिक्रिया का उपयोग रासायनिक लेज़रों में शक्ति स्रोत के रूप में किया जाता है। यह बहुत उच्च उत्पादन शक्तियों के लिए अन्य साधनों तक पहुंचने में कठिनाई होता है। | |||
रासायनिक प्रतिक्रिया का उपयोग रासायनिक लेज़रों में शक्ति स्रोत के रूप में किया जाता | |||
[[परमाणु विखंडन]] का उपयोग विदेशी परमाणु पंप वाले लेजर ( | [[परमाणु विखंडन]] का उपयोग विदेशी परमाणु पंप वाले लेजर (NPL) में किया जाता है, जो सीधे परमाणु रिएक्टर में जारी तेज न्यूट्रॉन की ऊर्जा को नियोजित करता है।<ref>{{cite web |url=http://www.ippe.obninsk.ru/podr/tpl/device/lael_a.html |title=Nuclear pumped laser principle |publisher=Institute for Physics & Power Engineering |location=Obninsk, Russia |accessdate=1 March 2009}}</ref><ref>{{cite web |url=http://www.rssi.ru/IPPE/General/laser.html |title=Physics of Nuclear Induced Plasmas and Nuclear Pumped Lasers |archiveurl=https://web.archive.org/web/20051031121749/http://www.rssi.ru/IPPE/General/laser.html |archivedate=31 October 2005 |publisher=Institute for Physics & Power Engineering |accessdate=19 January 2006}}</ref> संयुक्त अवस्था अमेरिका की सेना ने 1980 के दशक में [[परमाणु हथियार]] द्वारा पंप किए गए [[एक्स-रे लेजर]] का परीक्षण किया गया है किन्तु परीक्षण के परिणाम अनिर्णायक थे और इसे फिर से नहीं किया गया है।<ref>{{cite news |url=https://query.nytimes.com/gst/fullpage.html?res=9D06E0DD1239F936A25752C1A965948260&sec=health&spon=&pagewanted=1 |title=X-ray laser weapons gains favor |first=William J. |last=Broad |work=The New York Times|date=15 November 1983}}</ref><ref>{{cite journal |url=https://www.llnl.gov/str/Dunn.html |title=The X-ray laser: From underground to tabletop |date=September 1998 |journal=Science & Technology Review |publisher=Lawrence Livermore National Laboratory |first=Katie |last=Walter |pages=21–3}}</ref> | ||
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Latest revision as of 11:27, 9 February 2023
लेज़र पंपिंग में किसी बाहरी स्रोत से लेजर के माध्यम से ऊर्जा हस्तांतरण का कार्य होता है। ऊर्जा माध्यम में अवशोषित होती है, जो इसके परमाणुओं में उत्साहित अवस्थाओं का उत्पादन करती है। जब उत्साहित अवस्था में कणों की संख्या भूमि अवस्था में अधिक हो जाती है। इस स्थिति में उत्तेजित उत्सर्जन की रचना हो सकती है और माध्यम लेजर या प्रकाशीय प्रवर्धक के रूप में कार्य कर सकता है। पंप शक्ति लेजर की लासिंग प्रवेशद्वार से अधिक होनी चाहिए।
पंप ऊर्जा सामान्यतः प्रकाश या विद्युत प्रवाह के रूप में प्रदान की जाती है, किन्तु अधिक विदेशी स्रोतों का उपयोग किया गया है जैसे कि रासायनिक प्रतिक्रिया या परमाणु प्रतिक्रिया है।
प्रकाशीय पंपिंग
पंपिंग गुहा
आर्क दीपक क्षण दीप के साथ पंप किया जाने वाला लेजर है। सामान्यतः लेसिंग माध्यम की पार्श्व दीवार से पंप किया जाता है, जो अधिकांशतः माणभ छड़ के रूप में होता है। जिसमें धातु की अशुद्धता या कांच नलिका का तरल रंग होता है, जिसे दिशा-पंपिंग की स्थिति में जाना जाता है। दीपक की ऊर्जा का सबसे कुशलता से उपयोग करने के लिए दीपक और लेसिंग चिंतनशील गुहा में निहित होते हैं । जो रंग सेल में दीपक की अधिकांश ऊर्जा को पुनर्निर्देशित करेगा।
सबसे सामान्य विन्यास में छड़ माध्यम के रूप में होता है, जो दर्पण गुहा के फोकस (ज्यामिति) पर स्थित होता है। जिसमें छड़ की अक्ष के लंबवत अण्डाकार अनुप्रस्थ काट होता है। क्षण दीप जो दीर्घवृत्त के अन्य फोकस पर नलिका स्थित है। गर्म लेंसिंग को कम करने के लिए अधिकांशतः दर्पण की आवरण को तरंग दैर्ध्य की प्रतिबिंबित करने के लिए चुना जाता है। जो तरंग दैर्ध्य को अवशोषित या प्रसारित करने के पर्यन्त लासिंग उत्पादन से कम होता है।अन्य स्थितियों में लंबी तरंग दैर्ध्य के लिए अवशोषक का उपयोग किया जाता है।अधिकांशतः दीपक बेलनाकार आवरण से घिरा होता है जिसे प्रवाह नलिका कहा जाता है। यह प्रवाह नलिका सामान्यतः कांच से बना होता है। जो अनुपयुक्त तरंग दैर्ध्य को अवशोषित करेगा, जैसे कि पराबैंगनी या ठंडा पानी के लिए पथ प्रदान करता है, जो अवरक्त को अवशोषित करता है।अधिकांशतः आवरण को ढांकता हुआ दर्पण दिया जाता है, जो दीपक में प्रकाश के अनुपयुक्त तरंग दैर्ध्य को दर्शाता है। यह प्रकाश अवशोषित होता है और इसमें से कुछ को उपयुक्त तरंग दैर्ध्य पर फिर से एम्सित किया जाता है। प्रवाह नलिका हिंसक दीपक विफलता की स्थिति में छड़ की रक्षा करने के लिए भी कार्य करता है।
छोटे दीर्घवृत्त कम प्रतिबिंब बनाते हैं इस स्थिति को समीप -युग्मन कहा जाता है, जो छड़ के केंद्र में उच्च तीव्रता देता है।[1] तथा क्षण दीप के लिए दीपक और छड़ बराबर व्यास के होते हैं।तो दीर्घवृत्त जो उच्च से दोगुना चौड़ा होता है, जो सामान्यतः छड़ में प्रकाश की कल्पना करने में सबसे अधिक कुशल होता है। अंत मुंह पर क्षति के प्रभाव को कम करने के लिए और पर्याप्त लंबाई माध्यम प्रदान के लिए छड़ और दीपक अपेक्षाकृत लंबे होते हैं। उच्च विद्युत प्रतिबाधा के कारण, विद्युत ऊर्जा को प्रकाश में स्थानांतरित करने में लंबे समय तक क्षण दीप भी अधिक कुशल होते हैं।[2] चूंकि, यदि छड़ अपने व्यास के संबंध में बहुत लंबी है, तो प्रीलासिंग नामक स्थिति हो सकती है। जिससे छड़ की ऊर्जा सही बनने से पहले ही समाप्त हो जाती है।[3] इस प्रभाव को कम करने के लिए छड़ के सिरों को अधिकांशतः ब्रूस्टर के कोण पर प्रतिबिम्ब काटा जाता है।[4] क्षति को कम करने के लिए पंप गुहा के सिरों पर समतल दर्पण भी अधिकांशतः उपयोग किए जाते हैं।[5]इस रचना पर भिन्नताएं अधिक जटिल दर्पणों का उपयोग करती हैं। जो अतिव्यापी अण्डाकार आकृतियों से बनी हैं, जिससे ही छड़ को पंप करने के लिए अन्य क्षण दीप की अनुमति मिलती है। यह अधिक शक्ति को अनुमति देता है। किन्तु दर्पण कम कुशल होते हैं तो सभी प्रकाश के छड़ को उचित रूप से से चित्रित नहीं किया जाता है। जिससे गर्म क्षति में वृद्धि होती है। निकटता-युग्मित गुहा का उपयोग करके इन क्षति को कम से कम किया जा सकता है। यह दृष्टिकोण अधिक पंपिंग की अनुमति दे सकता है, चूंकि किरण की गुणवत्ता में वृद्धि हो सकती है।[5]
अन्य विन्यास विसरित परावर्तक सामग्री से बने गुहा में छड़ और क्षण दीप का उपयोग करता है, जैसे कि विशिष्टॉन या पाउडर बेरियम सल्फ़ेट है।
ये गुहाएं अधिकांशतः परिपत्र या आयताकार होती है। क्योंकि प्रकाश पर ध्यान केंद्रित करना प्राथमिक उद्देश्य नहीं है। यह प्रकाश को लासिंग माध्यम में भी नहीं जोड़ता है, क्योंकि प्रकाश छड़ तक पहुंचने से पहले अन्य प्रतिबिंब बनाता है। किन्तु अधिकांशतः धातु वाले परावर्तक की तुलना में कम रखरखाव की आवश्यकता होती है।[6] प्रतिबिंबों की बढ़ी हुई संख्या को माध्यम की उच्च परावर्तकता क्षतिपूर्ति के लिए दिया जाता है। सोने के दर्पण के लिए 97% की तुलना में 99%।[7] यह दृष्टिकोण अप्रकाशित छड़ याअन्य दीपक के साथ अधिक संगत है।
परजीवी प्रणाली तब होते हैं जब छड़ की लंबाई के अतिरिक्त अन्य दिशाओं में प्रतिबिंब उत्पन्न होते हैं। जो ऊर्जा का उपयोग कर सकते हैं, जो किरण के लिए उपलब्ध होगी। यह विशेष समस्या हो सकती है यदि छड़ के बैरल को चमकदार किया जाता है। बेलनाकार लेजर छड़ और ठंडे पानी के बीच संपूर्ण आंतरिक प्रतिबिंब के कारण दीर्घा प्रणाली का समर्थन करते हैं। जो छड़ की परिधि के चारों ओर लगातार प्रतिबिंबित करते हैं। हल्की नलिका प्रणाली वक्र पथ में छड़ की लंबाई को प्रतिबिंबित कर सकते हैं। यदि छड़ में प्रतिबिम्ब आवरण है तो तरल पदार्थ में डूबा हुआ है जो इसके अपवर्तक सूचकांक से मेल खाता है। इन परजीवी प्रतिबिंबों को यह नाटकीय रूप से कम किया जा सकता है। इसी प्रकार यदि छड़ का बैरल खुरदरी ठंढी हुई या अंडाकार है। तो आंतरिक प्रतिबिंबों को प्रसारित किया जा सकता है।[8]दीपक के साथ पंप करना अधिकांश ऊर्जा केंद्रित हो जाती है, जिससे किरण रूपरेखा खराब हो जाती है। छड़ के लिए ठंढा बैरल होना सामान्य बात है। प्रकाश को प्रसारित करने के लिए पूरे छड़ में प्रकाश का अधिक वितरण प्रदान करता है। यह उच्च अनुप्रस्थ प्रणाली के लिए माध्यम में अधिक ऊर्जा अवशोषण की अनुमति देता है। पाले से ओढ़ लिया प्रवाह नलिका या प्रसारित परावर्तक कम स्थानांतरण दक्षता के लिए अग्रणी है इस प्रभाव को बढ़ाने में सहायता करता है तथा (लेजर) में सुधार करता है।[9]लेजर पोषिता सामग्री को कम अवशोषण के लिए चुना जाता है। केवल डोपेंट अवशोषित करता है इसलिए डोपिंग द्वारा अवशोषित नहीं होने वाली आवृत्तियों पर कोई भी प्रकाश दीपक में वापस जाएगा और प्लाज्मा को गर्म करेगा दीपक का जीवन छोटा हो जाता है।
क्षण दीप पंपिंग
फ़्लैश नलिका लेज़रों के लिए सबसे प्रारंभिक ऊर्जा स्रोत थे। वे ठोस-अवस्था और रंग लेज़रों दोनों में उच्च स्पंदित ऊर्जाओं के लिए उपयोग किए जाते हैं। वे प्रकाश के व्यापक वर्णक्रम का उत्पादन करते हैं। जिससे अधिकांश ऊर्जा गर्मी के रूप में नष्ट हो जाती है। क्षण दीप का जीवन काल भी छोटा होता है।[10] पहले लेजर में माणिक छड़ के आसपास पेचदार क्षण दीप सम्मलित था।
संगलित क्वार्ट्ज क्षण दीप लेज़रों में उपयोग किए जाने वाला सबसे सामान्य प्रकार हैं। कम ऊर्जा या उच्च पुनरावृत्ति दरों पर, 900°C के उच्च तापमान पर संचालित हो सकते हैं। उच्च औसत शक्तियों या पुनरावृत्ति दरों के लिए पानी को ठंडा करने की आवश्यकता होती है। पानी को सामान्यतः ना केवल दीपक की चाप लंबाई धोना पड़ता है, किंतु कांच के विद्युदग्र भाग को भी धोना पड़ता है। क्षण दीप सामान्यतः विद्युदग्र के चारों ओर सिकुड़े हुए कांच के साथ निर्मित होते हैं जिससे टंगस्टन को सीधे ठंडा किया जा सके। यदि विद्युदग्र को कांच गर्म विस्तार की तुलना में बहुत अधिक गर्म करने की अनुमति दी जाती है। तो गर्म विस्तार सील को तोड़ सकता है।[11]दीपक जीवनकाल मुख्य रूप से विशेष दीपक के लिए उपयोग की जाने वाली ऊर्जा पर निर्भर करता है। कम ऊर्जा ध्वनि को जन्म देती हैं। जो कैथोड से सामग्री को हटा सकती हैं और इसे कांच पर फिर से बना सकती हैं। जिससे अंधेरे प्रतिबिंबित की उपस्थिति बनती है।कम ऊर्जा में जीवन अधिक अप्रत्याशित हो सकता है। उच्च ऊर्जा का कारण दीवार पृथक होती है, जो न केवल कांच को मेघ की रूप देता है।किंतु इसे संरचनात्मक रूप से दुर्बल करता है।और ऑक्सीजन को जारी करता है तथा दबाव को प्रभावित करता है। किन्तु इन ऊर्जा स्तरों पर जीवन प्रत्याशा की गणना उचित मात्रा में सटीकता के साथ की जा सकती है।[11]
नाड़ी की अवधि भी जीवनकाल को प्रभावित कर सकती है और कैथोड से बड़ी मात्रा में सामग्री को छीन सकती हैं। इसे दीवारों पर एकत्र कर सकती हैं। बहुत कम नाड़ी अवधि के साथ, यह सुनिश्चित करने के लिए ध्यान रखा जाना चाहिए कि चाप दीपक में केंद्रित है। कांच से दूर गंभीर दीवार पृथक्करण को रोकता है।[11] सामान्यतः छोटी दलों के लिए अनुशंसित नहीं है।[11] उबाल-वोल्टेज ट्रिगरिंग का उपयोग सामान्यतः बहुत तेज़ बहाव के लिए किया जाता है। जैसा कि रंग लेज़रों में उपयोग किया जाता है और अधिकांशतः इसे प्री-नाड़ी तकनीक के साथ मिलाया जाता है। जहां छोटे से दीप के रूप में मुख्य दीप से पहले मात्र मिलीसेकंड प्रारंभ किया जाता है। पहले से गैस को गरम करने के समय में वृद्धि होती है ।[12]रंग लेजर कभी -कभी अक्षीय पंपिंग का उपयोग करते हैं। जिसमें खोखले कुंडलाकार आकार का क्षण दीप होता है। बाहरी लिफाफे के साथ केंद्र में उपयुक्त प्रकाश करने के लिए प्रतिबिंबित होता है। रंग सेल को बीच में रखा गया है, जो पंपिंग प्रकाश का अधिक वितरण प्रदान करता है। ऊर्जा के अधिक कुशल हस्तांतरण खोखले क्षण दीप में सामान्य क्षण दीप की तुलना में कम प्रवर्तन भी होता है। जो छोटा दीप संपादन प्रदान करता है। संभवतः ही रंग लेज़रों के लिए समाक्षीय रचना का उपयोग किया जाता है। जिसमें सामान्य क्षण दीप होता है जो कुंडलाकार आकार की रंग सेल से घिरा होता है। यह उच्च हस्तांतरण दक्षता प्रदान करता है, जो परावर्तक की आवश्यकता को समाप्त करता है। किन्तु विवर्तन हानि कम करने का कारण बनती है।[13] क्षण दीप का उत्पादन वर्णक्रम मुख्य रूप से इसके वर्तमान घनत्व का उत्पाद है।[11] नाड़ी अवधि के लिए विस्फोट ऊर्जा का निर्धारण करने के बाद ऊर्जा की मात्रा जो इसे क्षण दीप में नष्ट कर देगी | संचालन के लिए सुरक्षित ऊर्जा स्तर का चयन करने के लिए वोल्टेज और धारिता का संतुलन उत्पादन को केंद्र में समायोजित किया जाता है। जो दूर पराबैंगनी के निकट होता है। कम वर्तमान घनत्व बहुत उच्च वोल्टेज और कम वर्तमान के उपयोग से होता है।[11][14] यह निकट-IR में केंद्रित उत्पादन के साथ व्यापक वर्णक्रमीय रेखाओं का उत्पादन करता है। ND यग लेजर और एर्बियम। यग लेजर अवरक्त लेजर जैसे अवरक्त लेज़रों को पंप करने के लिए सबसे अच्छा होता है। उच्च वर्तमान घनत्व वर्णक्रमीय रेखाओं को उस बिंदु तक व्यापक बनाते हैं जहां वे साथ मिश्रण करना प्रारंभ करते हैं। निरंतरता सिद्धांत उत्सर्जन का उत्पादन होता है। लंबे समय तक तरंग दैर्ध्य कम तरंग दैर्ध्य की तुलना में कम वर्तमान घनत्व पर संतृप्ति स्तर तक पहुंचते हैं। इसलिए जैसे -जैसे वर्तमान में वृद्धि होती है, उत्पादन केंद्र दृश्य वर्णक्रम की ओर स्थानांतरित हो जाता है। जो कि माणिक लेजर जैसे दृश्यमान प्रकाश लेजर पंप करने के लिए उच्च है।[2]इस बिंदु पर, गैस लगभग आदर्श ग्रेबॉडी रेडिएटर बन जाती है।[14]यहां तक कि उच्च वर्तमान घनत्व पराबैंगनी में उत्पादन को केंद्रित करते हुए ब्लैकबॉडी विकिरण का उत्पादन करेगा।
ज़ेनॉन का उपयोग इसकी अच्छी दक्षता के कारण बड़े पैमाने पर किया जाता है।[11]चूंकि क्रीप्टोण का उपयोग अधिकांशतः नियोडिमियम डोपेड लेजर छड़ को पंप करने के लिए किया जाता है। इसका कारण यह है कि निकट-IR सीमा में वर्णक्रमीय रेखाएं नियोडिमियम के अवशोषण पंक्तियों से उच्च मेल खाती हैं। जिससे क्रिप्टन को उच्च हस्तांतरण दक्षता मिलती है, यदि इसका बिजली उत्पादन कम हो।[11][15][16] यह ND। यग के साथ विशेष रूप से प्रभावी होता है, जिसमें संकीर्ण अवशोषण रूपरेखा है। क्रिप्टन के साथ पंप किया गया, ये लेजर से प्राप्य उत्पादन पावर से दोगुने तक प्राप्त कर सकते हैं।[17] विशिष्ट रेखा उत्सर्जन को सामान्यतः क्रिप्टन के साथ ND। यग को पंप करते समय चुना जाता है, किन्तु सभी विशिष्ट पंक्तियां ND के अवशोषण बन्धन को याद करती हैं। यग जब ज़ेनन के साथ पंपिंग करते समय निरंतरता उत्सर्जन का उपयोग किया जाता है।[18]
आर्क दीपक पंपिंग
आर्क दीपक का उपयोग उन छड़ को पंप करने के लिए किया जाता है जो निरंतर संचालन का समर्थन करती है। इससे किसी भी आकार और शक्ति को बनाया जा सकता है। विशिष्ट आर्क दीपक वोल्टेज पर संचालित होते हैं जो निश्चित वर्तमान स्तर को बनाए रखने के लिए पर्याप्त है। जिसके लिए दीपक को संचालित करने के लिए रचना किया गया था। यह अधिकांशतः 10 से 50 एम्पियर की सीमा में होता है। उनके बहुत उच्च दबावों के कारण आर्क दीपक को प्रारंभिक के लिए विशेष रूप से रचना की गई है जिसमें परिपथ की आवश्यकता होती है। मर्मभेदी सामान्यतः तीन चरणों में होती है। ट्रिगरिंग चरण में, श्रृंखला से अत्यंत उच्च वोल्टेज नाड़ी ट्रिगरिंग श्रृंखला ट्रिगरिंग ट्रांसफार्मर विद्युदग्र के बीच चमकना प्रकाश की किरण बनाता है। किन्तु, मुख्य वोल्टेज को संभालने के लिए प्रतिबाधा बहुत अधिक है। बूस्ट वोल्टेज चरण तब प्रारंभ किया जाता है, जहां वोल्टेज जो विद्युदग्र के बीच वोल्टेज घटाव से अधिक होता है। उसे दीपक के माध्यम से संचालित किया जाता है, जब तक कि गैस को प्लाज्मा भौतिकी अवस्था तक गर्म नहीं किया जाता है। जब प्रतिबाधा अधिक कम हो जाती है, तो वर्तमान नियंत्रण चरण समाप्त हो जाता है, जहां मुख्य वोल्टेज वर्तमान को स्थिर स्तर तक चलाना प्रारंभ कर देता है।[11]
आर्क दीपक पंपिंग गुहा में क्षण दीप पंप लेजर के समान होता है। छड़ के साथ और परावर्तक गुहा में अधिक दीपक गुहा का सटीक आकार अधिकांशतः इस बात पर निर्भर करता है कि कितने दीपक का उपयोग किया गया हैं। तथा मुख्य अंतर शीतलन में है। आर्क दीपक को पानी के साथ ठंडा करने की आवश्यकता होती है, यह सुनिश्चित करते हुए कि पानी कांच से परे और विद्युदग्र योजक के साथ -साथ भी होता है। इसके लिए कम से कम 200 किलोहम की प्रतिरोधकता के साथ विआयनीकृत पानी के उपयोग की आवश्यकता होती है। जिससे परिपथ को छोटा करने और विद्युतपघटन के माध्यम से विद्युदग्र छड़ के लिए किया जाता है। पानी सामान्यतः 4 से 10 लीटर प्रति मिनट की दर से प्रवाह नलिका के माध्यम से चैनल किया जाता है।[11]
चाप दीपक लगभग सभी महान गैस प्रकारों में आते हैं, जिनमें ज़ेनन, क्रिप्टन, आर्गन, नियोन और हीलियम सम्मलित हैं, जो सभी वर्णक्रमीय पंक्तियों का उत्सर्जन करते हैं जो गैस के लिए बहुत विशिष्ट हैं। आर्क दीपक का उत्पादन वर्णक्रम अधिकांशतः गैस प्रकार पर निर्भर होता है, जो कम वर्तमान घनत्व पर संचालित क्षण दीप के समान संकीर्ण बन्धन वर्णक्रमीय रेखाएँ हैं।उत्पादन निकट अवरक्त में सबसे अधिक है, और सामान्यतः ND। यग जैसे अवरक्त लेज़रों को पंप करने के लिए उपयोग किया जाता है।
बाहरी लेजर पंपिंग
उपयुक्त प्रकार के लेजर का उपयोग दूसरे लेजर को पंप करने के लिए किया जाता है। पंप लेजर का संकीर्ण वर्णक्रम इसे लासिंग माध्यम के अवशोषण पंक्तियों की अत्यन्त निकट से मेल खाने की अनुमति देता है। जिससे यह क्षण दीप के उत्सर्जन की तुलना में बहुत अधिक कुशल ऊर्जा हस्तांतरण देता है। डायोड लेजर पंप डायोड-पंपेड ठोस-अवस्था लेजर और तरल रंग लेजर, रिंग लेजर रचना का उपयोग अधिकांशतः विशेष रूप से रंग लेजर में किया जाता है। रिंग लेजर गोलाकार पथ में प्रकाश को प्रतिबिंबित करने के लिए तीन या अधिक दर्पण का उपयोग करता है। यह अधिकांश फैब्री -पेरोट गुंजयमान यंत्र द्वारा उत्पन्न खड़ी लहर को समाप्त करने में सहायता करता है, जिससे माध्यम की ऊर्जा का उच्च उपयोग होता है।[21]
अन्य प्रकाशीय पंपिंग विधियाँ
गैस लेज़रों को उत्तेजित करने के लिए माइक्रोवेव या आकाशवाणी आवृति EM विकिरण का उपयोग किया जा सकता है।
सौर-पंप किया गया लेजर पंप स्रोत के रूप में सौर विकिरण का उपयोग करता है।[22][23]
विद्युत पंपिंग
गैस लेजर में विद्युत चमक निर्वहन सामान्य है। उदाहरण के लिए, हीलियम नेन लेजर के बहाव से इलेक्ट्रॉनों को हीलियम परमाणुओं से टकराते हैं और उन्हें उत्तेजित करते हैं। उत्तेजित हीलियम परमाणु तब ऊर्जा स्थानांतरित करते हुए नियॉन परमाणुओं से टकराते हैं । यह नियोन परमाणुओं की उलटा उपनिवेश का निर्माण करने की अनुमति देता है।
विद्युत प्रवाह का उपयोग सामान्यतः लेज़र डायोड और अर्धचालक माणभ लेजर पंप करने के लिए किया जाता है उदाहरण के लिए, जर्मेनियम[24] को पंप करने के लिए किया जाता है।
इलेक्ट्रॉन किरण मुक्त इलेक्ट्रॉन लेजर और कुछ साइमर लेजर पंप करते हैं ।
गैस गतिशील पंपिंग
गैस गतिशील लेजर का निर्माण गैसों के पराध्वनिक प्रवाह का उपयोग करके किया जाता है, जैसे कि कार्बन डाइऑक्साइड, अणुओं को अतीत की सीमा को उत्तेजित करने के लिए किया जाता है। गैस पर दबाव डाला जाता है और फिर 1400 केल्विन के रूप में उच्च ताप तक गर्म किया जाता है। गैस को तब विशेष आकार के नोजल के माध्यम से बहुत कम दबाव में तेजी से विस्तार करने की अनुमति दी जाती है। यह विस्तार पराध्वनिक वेगों पर होता है कभी -कभी संख्या के रूप में उच्च होता है। ऊपरी उत्साहित अवस्था में गर्म गैस में अन्य अणु होते हैं, जो अन्य और निचले अवस्था में होते हैं। तेजी से विस्तार स्थिरोष्म प्रक्रिया का कारण बनता है, जो तापमान को 300 K तक कम कर देता है। तापमान में यह कमी ऊपरी और निचले अवस्था में अणुओं को अपने संतुलन को विश्राम करने के लिए मूल्य पर करती है जो कम तापमान के लिए अधिक उपयुक्त है। चूंकि, निचले अवस्था में अणु बहुत जल्दी विश्राम करते हैं। चूँकि, ऊपरी अवस्था के अणुओं को विश्राम करने में अधिक समय लगता है अच्छी मात्रा में अणु ऊपरी अवस्था में रहते हैं, इसलिए जनसंख्या को उलटा बनाया जाता है, जो अधिकांशतः अधिक दूरी के नीचे की ओर फैली होती है। गतिशील कार्बन डाइऑक्साइड लेजर से 100 किलोवाट के रूप में निरंतर लहर उत्पादन प्राप्त किए गए हैं।[25] पराध्वनिक विस्तार के इसी प्रकार के तरीकों का उपयोग स्थिरोष्म रूप से ठंडा कार्बन मोनोआक्साइड लेज़रों के लिए किया जाता है, जो बाद में रासायनिक प्रतिक्रिया विद्युत या रेडियो आवृत्ति पंपिंग के माध्यम से पंप किए जाते हैं। स्थिरोष्म ठंडे तरल नाइट्रोजन के साथ भारी और महंगा क्रायोजेनिक शीतलन की स्थान लेता है। जिससे कार्बन मोनोऑक्साइड लेजर की दक्षता बढ़ जाती है। इस प्रकार के लेजर उत्पादन में गीगावाट के रूप में उच्च उत्पादन करने में सक्षम हैं, जिसमें 60% तक की क्षमता है।[26]
अन्य प्रकार
आवेश-विस्थापन स्व-चैनलिंग इलेक्ट्रॉनों के पॉन्डरोमोटिव बल द्वारा बनाए गए स्तंभ के साथ उच्च ऊर्जा एकाग्रता को जन्म देता है। चैनल कम तरंग दैर्ध्य माध्यमिक विकिरण और अंततः बहुत कम तरंग दैर्ध्य लेसिंग को भी स्तंभ करेगा।[27][28][29][30][31][32][33][34][35][36][37][38][39][40][41]रासायनिक प्रतिक्रिया का उपयोग रासायनिक लेज़रों में शक्ति स्रोत के रूप में किया जाता है। यह बहुत उच्च उत्पादन शक्तियों के लिए अन्य साधनों तक पहुंचने में कठिनाई होता है।
परमाणु विखंडन का उपयोग विदेशी परमाणु पंप वाले लेजर (NPL) में किया जाता है, जो सीधे परमाणु रिएक्टर में जारी तेज न्यूट्रॉन की ऊर्जा को नियोजित करता है।[42][43] संयुक्त अवस्था अमेरिका की सेना ने 1980 के दशक में परमाणु हथियार द्वारा पंप किए गए एक्स-रे लेजर का परीक्षण किया गया है किन्तु परीक्षण के परिणाम अनिर्णायक थे और इसे फिर से नहीं किया गया है।[44][45]
यह भी देखें
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