અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસરો શું છે અને તેનો ઉપયોગ કેવી રીતે થાય છે?

અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસરની વ્યાખ્યા

અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસરો એવા લેસરોનો ઉલ્લેખ કરે છે જે અત્યંત ટૂંકા પલ્સ ઉત્સર્જન કરે છે, સામાન્ય રીતે પિકોસેકન્ડ (10⁻¹² સેકન્ડ) અથવા ફેમટોસેકન્ડ (10⁻¹⁵ સેકન્ડ) રેન્જમાં. તેમના અતિ-ટૂંકા પલ્સ સમયગાળાને કારણે, આ લેસરો મુખ્યત્વે બિન-થર્મલ, બિન-રેખીય અસરો દ્વારા સામગ્રી સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, જે ગરમીના પ્રસાર અને થર્મલ નુકસાનને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે. આ અનોખી લાક્ષણિકતા અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસરોને ચોકસાઇ માઇક્રોમશીનિંગ, તબીબી પ્રક્રિયાઓ અને વૈજ્ઞાનિક સંશોધન માટે આદર્શ બનાવે છે.

અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસરોના ઉપયોગો

તેમની ઉચ્ચ ટોચની શક્તિ અને ન્યૂનતમ થર્મલ અસર સાથે, અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસરો વિવિધ ઉદ્યોગોમાં વ્યાપકપણે લાગુ પડે છે, જેમાં શામેલ છે:

1. ઔદ્યોગિક માઇક્રોમશીનિંગ: અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસરો લઘુત્તમ ગરમી-અસરગ્રસ્ત ઝોન સાથે સૂક્ષ્મ અને નેનો સ્તરે ચોક્કસ કટીંગ, ડ્રિલિંગ, માર્કિંગ અને સપાટી પ્રક્રિયાને સક્ષમ કરે છે.

2. મેડિકલ અને બાયોમેડિકલ ઇમેજિંગ: નેત્ર ચિકિત્સાશાસ્ત્રમાં, ફેમટોસેકન્ડ લેસરનો ઉપયોગ LASIK આંખની શસ્ત્રક્રિયા માટે થાય છે, જે શસ્ત્રક્રિયા પછીની ઓછામાં ઓછી ગૂંચવણો સાથે ચોક્કસ કોર્નિયલ કટીંગ પ્રદાન કરે છે. વધુમાં, તેનો ઉપયોગ મલ્ટિફોટોન માઇક્રોસ્કોપી અને બાયોમેડિકલ ટીશ્યુ વિશ્લેષણમાં થાય છે.

3. વૈજ્ઞાનિક સંશોધન: આ લેસરો સમય-નિરાકરણ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી, નોનલાઇનર ઓપ્ટિક્સ, ક્વોન્ટમ નિયંત્રણ અને નવા સામગ્રી સંશોધનમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે, જે વૈજ્ઞાનિકોને અણુ અને પરમાણુ સ્તરે અતિ-ઝડપી ગતિશીલતાનું અન્વેષણ કરવાની મંજૂરી આપે છે.

4. ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન્સ: કેટલાક અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસરો, જેમ કે 1.5μm ફાઇબર લેસરો, ઓછા-નુકસાનવાળા ઓપ્ટિકલ ફાઇબર કમ્યુનિકેશન બેન્ડમાં કાર્ય કરે છે, જે હાઇ-સ્પીડ ડેટા ટ્રાન્સમિશન માટે સ્થિર પ્રકાશ સ્ત્રોત તરીકે સેવા આપે છે.

પાવર અને પર્ફોર્મન્સ પેરામીટર્સ

અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસરો બે મુખ્ય પાવર પરિમાણો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે:

1. સરેરાશ શક્તિ: એપ્લિકેશનની જરૂરિયાતો પર આધાર રાખીને, દસ મિલીવોટથી લઈને અનેક વોટ અથવા તેથી વધુ સુધીની રેન્જ.

2. પીક પાવર: અત્યંત ટૂંકા પલ્સ સમયગાળાને કારણે, પીક પાવર કેટલાક કિલોવોટથી સેંકડો કિલોવોટ સુધી પહોંચી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, કેટલાક ફેમટોસેકન્ડ લેસરો સરેરાશ 1W ની શક્તિ જાળવી રાખે છે, જ્યારે તેમની ટોચની શક્તિ ઘણી વધારે હોય છે.

અન્ય આવશ્યક કામગીરી સૂચકાંકોમાં પલ્સ પુનરાવર્તન દર, પલ્સ ઊર્જા અને પલ્સ પહોળાઈનો સમાવેશ થાય છે, જે બધા ચોક્કસ ઔદ્યોગિક અને સંશોધન જરૂરિયાતોને આધારે ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા આવશ્યક છે.

અગ્રણી ઉત્પાદકો અને ઉદ્યોગ વિકાસ

અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસર ઉદ્યોગમાં ઘણા વૈશ્વિક ઉત્પાદકો પ્રભુત્વ ધરાવે છે:

1. સુસંગત, સ્પેક્ટ્રા-ફિઝિક્સ, ન્યુપોર્ટ (MKS) - પરિપક્વ ટેકનોલોજી અને ઔદ્યોગિક અને વૈજ્ઞાનિક એપ્લિકેશનોની વિશાળ શ્રેણી ધરાવતી સ્થાપિત કંપનીઓ.

2. ટ્રમ્પફ, આઈપીજી ફોટોનિક્સ - ઔદ્યોગિક લેસર પ્રોસેસિંગ સોલ્યુશન્સમાં બજારના અગ્રણીઓ.

3. ચીની ઉત્પાદકો (હાન્સ લેસર, ગૌસલેસર્સ, વાયએસએલ ફોટોનિક્સ) - લેસર સ્ટ્રક્ચરિંગ, મોડ-લોકિંગ ટેક્નોલોજી અને સિસ્ટમ ઇન્ટિગ્રેશનમાં નોંધપાત્ર પ્રગતિ કરી રહેલા ઉભરતા ખેલાડીઓ.

ઠંડક પ્રણાલીઓ અને થર્મલ મેનેજમેન્ટ

તેમની ઓછી સરેરાશ શક્તિ હોવા છતાં, અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસરો તેમની ઉચ્ચ ટોચની શક્તિને કારણે નોંધપાત્ર તાત્કાલિક ગરમી ઉત્પન્ન કરે છે. સ્થિર કામગીરી અને લાંબા સમય સુધી કાર્યક્ષમ જીવન સુનિશ્ચિત કરવા માટે કાર્યક્ષમ ઠંડક પ્રણાલીઓ આવશ્યક છે.

ચિલર સિસ્ટમ્સ: અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસરો સામાન્ય રીતે ઔદ્યોગિક ચિલરથી સજ્જ હોય છે જેમાં ±0.1°C અથવા તેનાથી વધુ તાપમાન નિયંત્રણ ચોકસાઇ હોય છે જેથી સ્થિર લેસર કામગીરી જાળવી શકાય.

TEYU CWUP-શ્રેણીના ચિલર્સ : ખાસ કરીને અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસર કૂલિંગ માટે રચાયેલ, આ લેસર ચિલર 0.08°C થી 0.1°C સુધીની ચોકસાઇ સાથે PID-નિયંત્રિત તાપમાન નિયમન પ્રદાન કરે છે. તેઓ રિમોટ મોનિટરિંગ અને કંટ્રોલ માટે RS485 કોમ્યુનિકેશનને પણ સપોર્ટ કરે છે, જે તેમને 3W -60W અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસર સિસ્ટમ માટે આદર્શ બનાવે છે.

અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસર્સમાં ભવિષ્યના વલણો

અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસર ઉદ્યોગ તરફ વિકાસ પામી રહ્યો છે:

1. ધબકારા ઓછા, પીક પાવર વધારે: મોડ-લોકિંગ અને પલ્સ કમ્પ્રેશનમાં ચાલી રહેલી પ્રગતિઓ અત્યંત ચોકસાઇવાળા કાર્યક્રમો માટે એટોસેકન્ડ પલ્સ લેસરોને સક્ષમ બનાવશે.

2. મોડ્યુલર અને કોમ્પેક્ટ સિસ્ટમ્સ: ભવિષ્યના અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસરો વધુ સંકલિત અને વપરાશકર્તા મૈત્રીપૂર્ણ હશે, જે જટિલતા અને એપ્લિકેશન ખર્ચમાં ઘટાડો કરશે.

3. ઓછો ખર્ચ અને સ્થાનિકીકરણ: જેમ જેમ લેસર ક્રિસ્ટલ્સ, પંપ સ્ત્રોતો અને ઠંડક પ્રણાલીઓ જેવા મુખ્ય ઘટકો સ્થાનિક રીતે ઉત્પાદિત થશે, તેમ અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસર ખર્ચમાં ઘટાડો થશે, જે વ્યાપક અપનાવવાની સુવિધા આપશે.

4. ક્રોસ-ઇન્ડસ્ટ્રી ઇન્ટિગ્રેશન: અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસરો ઓપ્ટિકલ કોમ્યુનિકેશન્સ, ક્વોન્ટમ માહિતી, ચોકસાઇ મશીનિંગ અને બાયોમેડિકલ સંશોધન જેવા ક્ષેત્રો સાથે વધુને વધુ ભળી જશે, જે નવી તકનીકી નવીનતાઓને આગળ ધપાવશે.

નિષ્કર્ષ

અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસર ટેકનોલોજી ઝડપથી આગળ વધી રહી છે, જે ઔદ્યોગિક, તબીબી અને વૈજ્ઞાનિક ક્ષેત્રોમાં અજોડ ચોકસાઇ અને ન્યૂનતમ થર્મલ અસરો પ્રદાન કરે છે. અગ્રણી ઉત્પાદકો લેસર પરિમાણો અને એકીકરણ તકનીકોને સુધારવાનું ચાલુ રાખે છે જ્યારે કૂલિંગ અને થર્મલ મેનેજમેન્ટ સિસ્ટમ્સમાં પ્રગતિ લેસર સ્થિરતામાં વધારો કરે છે. જેમ જેમ ખર્ચ ઘટે છે અને આંતર-ઉદ્યોગ એપ્લિકેશનો વિસ્તરે છે, તેમ અલ્ટ્રાફાસ્ટ લેસરો બહુવિધ હાઇ-ટેક ઉદ્યોગોમાં ક્રાંતિ લાવવા માટે તૈયાર છે.