ল্যাবরেটরিতে চাষ করা রত্নপাথরের শিল্প প্রয়োগ - রুবি লেজার রড

ল্যাবরেটরিতে চাষ করা রত্নপাথরের শিল্প প্রয়োগ - রুবি লেজার রড

লেজারের ধারণাটি প্রস্তাবিত হওয়ার কিছুক্ষণ পরে, বিশ্বের প্রথম লেজার তৈরি করতে রুবিগুলি প্রথম ব্যবহৃত হয়েছিল। কার্যকরী পদার্থটি কৃত্রিম রুবিঃ রুবি স্ফটিকের ম্যাট্রিক্সটি Al2O3,এবং প্রায় ০.05wt% Cr2O3 স্ফটিকের ভিতরে ডোপড হয়। Cr3+ স্ফটিকের মধ্যে Al3+ এর অবস্থান প্রতিস্থাপন করে এবং অপটিক্যালভাবে এটি একটি নেতিবাচক uniaxial স্ফটিকের অন্তর্গত। রুবি রডগুলির সাধারণ আকার 0 থেকে শুরু হয়।ব্যাসার্ধ ৫ থেকে ২ সেমি এবং দৈর্ঘ্য ৪ থেকে ১৬ সেমিএটি রডের Cr ডোপিং ঘনত্বের উপর নির্ভর করে খুব হালকা গোলাপী কাচের রড বা খুব গভীর লাল-কালো রঙের মতো দেখতে পারে। উত্তেজনার উত্সটি একটি জেনন ল্যাম্প।এক্স (জেনন) ল্যাম্পের বিকিরণের নিচে, রুবি স্ফটিকের প্রাথমিক অবস্থায় থাকা ইলেকট্রনগুলি XE ল্যাম্প দ্বারা নির্গত ফোটনগুলি শোষণ করে এবং E3 শক্তি স্তরে উত্তেজিত হয়।

E3 শক্তি স্তরে কণার গড় জীবনকাল খুব ছোট (প্রায় 10-9 সেকেন্ড) । বেশিরভাগ ইলেকট্রন বিকিরণ মুক্ত রূপান্তরের মাধ্যমে শক্তি স্তর E2 এ পৌঁছে।E2 শক্তি স্তরে ইলেকট্রনের জীবনকাল খুবই দীর্ঘ, ৩×১০-৩ সেকেন্ড পর্যন্ত। অতএব, E2 শক্তি স্তরে অনেক সংখ্যক কণা জমা হয়, যা E2 এবং E1 এর মধ্যে কণা সংখ্যা বিপরীত গঠন করে। এই সময়ে,স্ফটিকটি একটি ফ্রিকোয়েন্সি ν সহ ফোটনগুলির উপর একটি পরিবর্ধন প্রভাব ফেলে যা hν=E2 - E1 পূরণ করেএই ফ্রিকোয়েন্সির আলোর জন্য এটির একটি লাভ রয়েছে। যখন প্রাপ্তি G প্রান্তিক অবস্থা পূরণের জন্য যথেষ্ট বড় হয়, তখন কিছু আয়না প্রান্তে 694.3nm এর লেজার আউটপুট রয়েছে।

যদিও রুবি লেজারের কার্যকারিতা খুব বেশি নয়, মাত্র ০.১%, এবং এটি তার অত্যন্ত সহজ এবং প্রতিনিধিত্বমূলক কাঠামোর কারণে গাঢ় লাল 694.3nm আলো উৎপন্ন করে,যা বর্তমানে সর্বাধিক ব্যবহৃত YAG লেজারের কাঠামোর সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ, এবং শক্তি স্তর (3 স্তরের সিস্টেম) সহজ, এটি বিশ্লেষণ এবং বুঝতে সহজ। রুবি রড, একটি কলম সীসা হিসাবে পুরু এবং একটি আঙুল হিসাবে দীর্ঘ,সহজেই লোহার পাতার মধ্য দিয়ে ছিঁড়ে চাঁদের পৃষ্ঠ থেকে প্রতিফলিত হতে পারে।এই লেজারগুলি ব্যাপকভাবে লেজার কাটার মেশিন এবং ড্রিলিং মেশিনগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছিল, অনেক বেশি দক্ষ YAG লেজার রড আবিষ্কারের আগে (1% -3%),এবং অনেক সামরিক অ-মারাত্মক অস্ত্রও ছোট রুবি রড গ্রহণ করেছে.

রুবির একক স্ফটিক উচ্চ শক্তি, মহান কঠোরতা, gদুর্দান্ত পরিধান প্রতিরোধের, চমৎকারতাপ পরিবাহিতা, একটি ছোট প্রসারণ সহগ, অসামান্য তাপ স্থিতিশীলতা, উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধের, জারা প্রতিরোধের এবং উচ্চ dielectric বৈশিষ্ট্য।এটি একটি বিস্তৃত বর্ণালী পরিসীমা (250-5500nm) মধ্যে একটি উচ্চ পাস হার আছেএটি ব্যাপকভাবে উচ্চ ক্ষমতা লেজার উইন্ডোজ, ইনফ্রারেড উইন্ডোজ এবং বিভিন্ন আকার এবং স্পেসিফিকেশন মাল্টি স্পেকট্রাল উইন্ডোজ উত্পাদন প্রয়োগ করা হয়,পাশাপাশি উচ্চ প্রযুক্তির ক্ষেত্রে যেমন ক্ষেপণাস্ত্র হাউজ, আলোক প্রেরণকারী রড মিরর, অপটিক্যাল লেন্স এবং মেডিকেল সার্জিক্যাল ব্লেড।

রুবি লেজারের জন্ম

রুবি লেজারের জন্ম ১৯৬০ সালে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের হিউজ রিসার্চ ল্যাবরেটরিতে।যেখানে পদার্থবিজ্ঞানী থিওডর মেইম্যান স্টিমুলেটেড নির্গমনের মাধ্যমে মাইক্রোওয়েভ বিকিরণের প্রসার নিয়ে গবেষণা করছিলেনসেই সময়ে, বিজ্ঞানীরা পারমাণবিক শক্তির মাত্রা এবং উদ্দীপিত নির্গমনের নীতি সম্পর্কে ইতিমধ্যে একটি নির্দিষ্ট বোঝার ছিল।এই তত্ত্বগুলিকে উচ্চ তীব্রতা এবং ধারাবাহিকতার সাথে একটি আলোর উত্স অর্জনের জন্য অপটিক্যাল ফ্রিকোয়েন্সি ব্যাপ্তিতে প্রয়োগ করা একটি উল্লেখযোগ্য চ্যালেঞ্জ হিসাবে রয়ে গেছে.

রবি হল অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড (Al2O3) এর একটি রূপ যা ক্রোমিয়াম আয়ন (Cr3+) দিয়ে ডোপ করা হয়।এর অনন্য স্ফটিক কাঠামো এবং শক্তি স্তরের বৈশিষ্ট্যগুলি এটিকে লেজার আলো উৎপাদনের জন্য আদর্শ প্রার্থী করে তুলেছেমেইমান একটি রবি রডের উভয় প্রান্তকে রূপা দিয়ে আবৃত করে একটি রেজোনেন্ট অপটিক্যাল গহ্বরের আয়না হিসাবে কাজ করে। তারপরে তিনি রবি স্ফটিকটি "পাম্প" করতে একটি উচ্চ-তীব্রতার ফ্ল্যাশল্যাম্প ব্যবহার করেছিলেন।

যখন ফ্ল্যাশল্যাম্পটি তীব্র আলো নির্গত করে, তখন রুবির মধ্যে ক্রোমিয়াম আয়নগুলি শক্তি শোষণ করে এবং মূল অবস্থা থেকে উত্তেজিত অবস্থায় স্থানান্তরিত হয়। যত বেশি ক্রোমিয়াম আয়ন উত্তেজিত অবস্থায় পৌঁছেছে,তারা উদ্দীপিত নির্গমনের সম্মুখীন হতে শুরু করে, 694.3 ন্যানোমিটার তরঙ্গদৈর্ঘ্যের লাল ফোটন মুক্ত করে।একই ফোটন নির্গত করতে অতিরিক্ত ক্রোমিয়াম আয়নকে উদ্দীপিত করেএই চেইন রেঅ্যাকশন থেকে একটি শক্তিশালী, অত্যন্ত দিকনির্দেশক এবং সুসংগত লেজার লাইট রশ্মি তৈরি হয়।

এইভাবে, বিশ্বের প্রথম রুবি লেজার তৈরি করা হয়েছিল। এটি থেকে নির্গত উজ্জ্বল লাল রশ্মি অন্ধকারকে নতুন প্রযুক্তিগত প্রতিশ্রুতির সূর্যোদয়ের মতো ছিঁড়ে দিয়েছিল, লেজারের যুগের সূচনা করেছিল।

লেজারের কাজ করার নীতি

কোয়ান্টাম মেকানিক্স থেকে জানা যায় যে নিউক্লিউসের বাইরে ইলেকট্রনের উপর ভিত্তি করে একটি পরমাণুর শক্তি বিচ্ছিন্ন এবং পৃথক শক্তি স্তরে বিভক্ত। যখন পরমাণু নির্দিষ্ট শক্তি পায়,যদি উপযুক্ত শক্তির সাথে একটি ফোটন (একটি আলোর রশ্মি) উত্তেজিত অবস্থায় একটি পরমাণুর উপর বিকিরণ করা হয়,পরমাণু তার নিম্ন শক্তির স্তরে নেমে আসবে এবং প্রথমটির মতই দ্বিতীয় ফোটন নির্গত করবে.
 

লেজারে, বিরল পৃথিবীর কণা (গেইন পদার্থ) দুটি আয়না মধ্যে স্থাপন করা হয়।উদ্দীপিত বিকিরণের দ্বারা উত্পাদিত ফোটনগুলি আয়নাগুলির মধ্যে ছড়িয়ে পড়ে এবং নতুন ফোটন উৎপন্ন করার জন্য উদ্দীপিত বিকিরণের উত্স হিসাবে কাজ করেএই ভাবে লেজারকে ক্রমাগত উৎপাদন করা যায়। এবং এর উপর ভিত্তি করে, লেজারের দ্বারা উৎপাদিত ফোটনগুলি সব একই, একই শক্তি, দিক এবং ফেজ আছে। এভাবেই লেজার কাজ করে।

রুবি লেজারের গভীর প্রভাব

রুবি লেজারের জন্ম বৈজ্ঞানিক ও প্রযুক্তিগত সম্প্রদায় জুড়ে শক তরঙ্গ সৃষ্টি করেছিল। এটি পদার্থবিজ্ঞান, রসায়ন এবং জীববিজ্ঞানের মতো ক্ষেত্রগুলিতে গবেষণার জন্য অভূতপূর্ব সরঞ্জাম সরবরাহ করেছিল।লেজারের উচ্চ-শক্তি উৎপন্ন করার ক্ষমতা, শক্তভাবে ফোকাস করা মরীচিগুলি কাটিয়া, ওয়েল্ডিং এবং ড্রিলিংয়ের মতো শিল্প প্রক্রিয়াগুলিতে বিপ্লব ঘটিয়েছে, দক্ষতা এবং নির্ভুলতা নাটকীয়ভাবে উন্নত করেছে।

চিকিৎসা ক্ষেত্রে, লেজার সার্জারি একটি সাধারণ অনুশীলন হয়ে উঠেছে, বিশেষ করে চক্ষুবিজ্ঞান এবং প্রসাধনী পদ্ধতিতে, রোগীদের ট্রমা হ্রাস এবং দ্রুত পুনরুদ্ধার প্রদান করে।লেজার আলোর উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি এবং ব্যান্ডউইথ ফাইবার অপটিক প্রযুক্তির ভিত্তি স্থাপন করে, যা তথ্যের দ্রুততর এবং আরও দূরবর্তী প্রেরণাকে সম্ভব করে তোলে।

সামরিক ক্ষেত্রে, লেজার অস্ত্রের উন্নয়ন অনেক দেশের জন্য একটি মূল ফোকাস হয়ে উঠেছে।এবং ইলেকট্রোম্যাগনেটিক হস্তক্ষেপ প্রতিরোধের তারা ভবিষ্যতে যুদ্ধ একটি কেন্দ্রীয় ভূমিকা পালন করতে পারে সুপারিশ.

সংশ্লিষ্ট পণ্য সুপারিশ

সিন্থেটিক রুবি রডস Cr:Al2O3 2mm/4mm Dia10mm/20mm দৈর্ঘ্যে পাওয়া যায়