लेज़र और साधारण प्रकाश के बीच अंतर को समझना और लेज़र कैसे उत्पन्न होता है

लेजर प्रौद्योगिकी ने विनिर्माण से लेकर स्वास्थ्य सेवा तक विभिन्न उद्योगों में क्रांति ला दी है। लेकिन लेज़र प्रकाश सामान्य प्रकाश से किस प्रकार भिन्न है? यह लेख लेज़र उत्पादन की प्रमुख भिन्नताओं और मूलभूत प्रक्रिया का अन्वेषण करता है।

लेज़र और साधारण प्रकाश के बीच अंतर

1. एकवर्णता: लेज़र प्रकाश में उत्कृष्ट एकवर्णिता होती है, जिसका अर्थ है कि इसमें एकल तरंगदैर्घ्य तथा अत्यंत संकीर्ण वर्णक्रमीय रेखा चौड़ाई होती है। इसके विपरीत, साधारण प्रकाश अनेक तरंगदैर्घ्यों का मिश्रण होता है, जिसके परिणामस्वरूप व्यापक स्पेक्ट्रम बनता है।

2. चमक और ऊर्जा घनत्व: लेजर किरणों में असाधारण रूप से उच्च चमक और ऊर्जा घनत्व होता है, जिससे वे एक छोटे से क्षेत्र में तीव्र शक्ति को केंद्रित कर सकते हैं। साधारण प्रकाश, दृश्यमान तो होता है, लेकिन उसकी चमक और ऊर्जा सांद्रण काफी कम होता है। लेज़रों के उच्च ऊर्जा उत्पादन के कारण, प्रभावी शीतलन समाधान, जैसे औद्योगिक जल चिलर, स्थिर संचालन बनाए रखने और अति ताप को रोकने के लिए आवश्यक हैं।

3. दिशात्मकता: लेज़र किरणें अत्यंत समानांतर तरीके से प्रसारित हो सकती हैं, तथा उनका विचलन कोण छोटा रहता है। यह लेज़रों को परिशुद्धता अनुप्रयोगों के लिए आदर्श बनाता है। दूसरी ओर, साधारण प्रकाश कई दिशाओं में विकीर्ण होता है, जिससे महत्वपूर्ण फैलाव होता है।

4. जुटना: लेज़र प्रकाश अत्यधिक सुसंगत होता है, अर्थात इसकी तरंगों की आवृत्ति, कला और प्रसार दिशा एक समान होती है। यह सुसंगतता होलोग्राफी और फाइबर ऑप्टिक संचार जैसे अनुप्रयोगों को सक्षम बनाती है। साधारण प्रकाश में यह सुसंगति नहीं होती, क्योंकि इसकी तरंगें यादृच्छिक चरण और दिशाएं प्रदर्शित करती हैं।

लेज़र प्रकाश कैसे उत्पन्न होता है

लेज़र उत्पादन की प्रक्रिया उत्तेजित उत्सर्जन के सिद्धांत पर आधारित है। इसमें निम्नलिखित चरण शामिल हैं:

1. ऊर्जा उत्तेजना: लेजर माध्यम (जैसे गैस, ठोस या अर्धचालक) में परमाणु या अणु बाह्य ऊर्जा को अवशोषित करते हैं, तथा इलेक्ट्रॉनों को उच्च ऊर्जा अवस्था में परिवर्तित करते हैं।

2. जनसंख्या व्युत्क्रमण: एक ऐसी स्थिति प्राप्त होती है, जहां कम ऊर्जा अवस्था की तुलना में उत्तेजित अवस्था में अधिक कण मौजूद होते हैं, जिससे जनसंख्या व्युत्क्रमण उत्पन्न होता है - जो लेजर क्रिया के लिए एक महत्वपूर्ण आवश्यकता है।

3. उत्तेजित उत्सर्जन: जब एक उत्तेजित परमाणु किसी विशिष्ट तरंगदैर्ध्य के आने वाले फोटॉन से टकराता है, तो वह एक समान फोटॉन उत्सर्जित करता है, जिससे प्रकाश का प्रवर्धन होता है।

4. ऑप्टिकल अनुनाद और प्रवर्धन: उत्सर्जित फोटॉन एक ऑप्टिकल रेज़ोनेटर (दर्पण की एक जोड़ी) के भीतर परावर्तित होते हैं, तथा अधिक फोटॉन के उत्तेजित होने पर निरंतर प्रवर्धित होते रहते हैं।

5. लेज़र बीम आउटपुट: एक बार जब ऊर्जा एक महत्वपूर्ण सीमा तक पहुंच जाती है, तो एक सुसंगत, उच्च दिशात्मक लेजर किरण आंशिक रूप से परावर्तक दर्पण के माध्यम से उत्सर्जित होती है, जो अनुप्रयोग के लिए तैयार होती है। चूंकि लेज़र उच्च तापमान पर काम करते हैं, इसलिए औद्योगिक चिलर  तापमान को नियंत्रित करने, लगातार लेजर प्रदर्शन सुनिश्चित करने और उपकरण के जीवनकाल को बढ़ाने में मदद करता है।

निष्कर्षतः, लेजर प्रकाश अपने अद्वितीय गुणों के कारण साधारण प्रकाश से अलग है: एकवर्णता, उच्च ऊर्जा घनत्व, उत्कृष्ट दिशात्मकता और सुसंगतता। लेजर उत्पादन की सटीक प्रणाली, औद्योगिक प्रसंस्करण, चिकित्सा सर्जरी और ऑप्टिकल संचार जैसे अत्याधुनिक क्षेत्रों में इसके व्यापक उपयोग को संभव बनाती है। लेजर प्रणाली की दक्षता और दीर्घायु को अनुकूलित करने के लिए, एक विश्वसनीय जल चिलर को लागू करना तापीय स्थिरता के प्रबंधन में एक महत्वपूर्ण कारक है।