अल्ट्राफास्ट लेजर क्या हैं और उनका उपयोग कैसे किया जाता है?

अल्ट्राफास्ट लेज़र की परिभाषा

अल्ट्राफास्ट लेजर से तात्पर्य उन लेजर से है जो अत्यंत छोटे स्पंद उत्सर्जित करते हैं, आमतौर पर पिकोसेकंड (10⁻¹² सेकंड) या फेमटोसेकंड (10⁻¹⁵ सेकंड) की सीमा में। अपनी अति-लघु पल्स अवधि के कारण, ये लेज़र मुख्य रूप से गैर-तापीय, अरैखिक प्रभावों के माध्यम से पदार्थों के साथ अंतःक्रिया करते हैं, जिससे ऊष्मा प्रसार और तापीय क्षति में उल्लेखनीय कमी आती है। यह अनूठी विशेषता अल्ट्राफास्ट लेजर को सटीक माइक्रोमशीनिंग, चिकित्सा प्रक्रियाओं और वैज्ञानिक अनुसंधान के लिए आदर्श बनाती है।

अल्ट्राफास्ट लेज़रों के अनुप्रयोग

अपनी उच्च शिखर शक्ति और न्यूनतम तापीय प्रभाव के साथ, अल्ट्राफास्ट लेज़रों का विभिन्न उद्योगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

1. औद्योगिक माइक्रोमशीनिंग: अल्ट्राफास्ट लेजर न्यूनतम ताप-प्रभावित क्षेत्रों के साथ सूक्ष्म और नैनो स्तरों पर सटीक कटाई, ड्रिलिंग, अंकन और सतह प्रसंस्करण को सक्षम बनाता है।

2. चिकित्सा और जैव चिकित्सा इमेजिंग: नेत्र विज्ञान में, फेमटोसेकंड लेजर का उपयोग LASIK नेत्र शल्य चिकित्सा के लिए किया जाता है, जिससे शल्य चिकित्सा के बाद न्यूनतम जटिलताओं के साथ सटीक कॉर्निया कटिंग की जा सकती है। इसके अतिरिक्त, इनका उपयोग मल्टीफोटोन माइक्रोस्कोपी और बायोमेडिकल ऊतक विश्लेषण में भी किया जाता है।

3. वैज्ञानिक अनुसंधान: ये लेज़र समय-समाधान स्पेक्ट्रोस्कोपी, गैर-रेखीय प्रकाशिकी, क्वांटम नियंत्रण और नई सामग्री अनुसंधान में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जिससे वैज्ञानिकों को परमाणु और आणविक स्तरों पर अल्ट्राफास्ट गतिशीलता का पता लगाने में मदद मिलती है।

4. ऑप्टिकल संचार: कुछ अल्ट्राफास्ट लेजर, जैसे 1.5μm फाइबर लेजर, कम-नुकसान वाले ऑप्टिकल फाइबर संचार बैंड में काम करते हैं, तथा उच्च गति डेटा संचरण के लिए स्थिर प्रकाश स्रोत के रूप में कार्य करते हैं।

शक्ति और प्रदर्शन पैरामीटर

अल्ट्राफास्ट लेज़रों की विशेषता दो प्रमुख शक्ति मापदंडों से होती है:

1. औसत शक्ति: अनुप्रयोग आवश्यकताओं के आधार पर यह दसियों मिलीवाट से लेकर कई वाट या उससे अधिक तक हो सकता है।

2. चरम शक्ति: अत्यंत छोटी पल्स अवधि के कारण, अधिकतम शक्ति कई किलोवाट से लेकर सैकड़ों किलोवाट तक पहुंच सकती है। उदाहरण के लिए, कुछ फेम्टोसेकंड लेजर 1W की औसत शक्ति बनाए रखते हैं, जबकि उनकी अधिकतम शक्ति कई गुना अधिक होती है।

अन्य आवश्यक निष्पादन संकेतकों में पल्स पुनरावृत्ति दर, पल्स ऊर्जा और पल्स चौड़ाई शामिल हैं, जिनमें से सभी को विशिष्ट औद्योगिक और अनुसंधान आवश्यकताओं के आधार पर अनुकूलित किया जाना चाहिए।

अग्रणी निर्माता और उद्योग विकास

कई वैश्विक निर्माता अल्ट्राफास्ट लेजर उद्योग पर हावी हैं:

1. सुसंगत, स्पेक्ट्रा-भौतिकी, न्यूपोर्ट (एमकेएस) – परिपक्व प्रौद्योगिकी और औद्योगिक एवं वैज्ञानिक अनुप्रयोगों की विस्तृत श्रृंखला वाली स्थापित कंपनियां।

2. ट्रम्पफ, आईपीजी फोटोनिक्स - औद्योगिक लेजर प्रसंस्करण समाधान में बाजार के अग्रणी।

3. चीनी निर्माता (हान्स लेजर, गॉसलेजर्स, वाईएसएल फोटोनिक्स) - उभरते हुए खिलाड़ी लेजर संरचना, मोड-लॉकिंग प्रौद्योगिकियों और सिस्टम एकीकरण में महत्वपूर्ण प्रगति कर रहे हैं।

शीतलन प्रणाली और तापीय प्रबंधन

अपनी कम औसत शक्ति के बावजूद, अल्ट्राफास्ट लेजर अपनी उच्च शिखर शक्ति के कारण पर्याप्त तात्कालिक ऊष्मा उत्पन्न करते हैं। स्थिर प्रदर्शन और दीर्घ परिचालन जीवन सुनिश्चित करने के लिए कुशल शीतलन प्रणालियां आवश्यक हैं।

चिलर सिस्टम: अल्ट्राफास्ट लेजर को आमतौर पर औद्योगिक चिलरों के साथ सुसज्जित किया जाता है, जिसमें स्थिर लेजर प्रदर्शन बनाए रखने के लिए ±0.1°C या उससे बेहतर तापमान नियंत्रण परिशुद्धता होती है।

TEYU CWUP-सीरीज़ चिलर्स : विशेष रूप से अल्ट्राफास्ट लेजर कूलिंग के लिए डिजाइन किए गए ये लेजर चिलर 0.08°C से 0.1°C तक की सटीकता के साथ PID-नियंत्रित तापमान विनियमन प्रदान करते हैं। वे दूरस्थ निगरानी और नियंत्रण के लिए RS485 संचार का भी समर्थन करते हैं, जिससे वे 3W -60W अल्ट्राफास्ट लेजर प्रणालियों के लिए आदर्श बन जाते हैं।

अल्ट्राफास्ट लेज़रों में भविष्य के रुझान

अल्ट्राफास्ट लेजर उद्योग इस दिशा में विकसित हो रहा है:

1. छोटे पल्स, उच्च शिखर शक्ति: मोड-लॉकिंग और पल्स कम्प्रेशन में चल रही प्रगति, एटोसेकंड पल्स लेजर को अत्यधिक परिशुद्धता वाले अनुप्रयोगों के लिए सक्षम बनाएगी।

2. मॉड्यूलर और कॉम्पैक्ट सिस्टम: भविष्य के अल्ट्राफास्ट लेजर अधिक एकीकृत और उपयोगकर्ता-अनुकूल होंगे, जिससे जटिलता और अनुप्रयोग लागत कम हो जाएगी।

3. कम लागत और स्थानीयकरण: जैसे-जैसे लेजर क्रिस्टल, पंप स्रोत और शीतलन प्रणाली जैसे प्रमुख घटकों का घरेलू उत्पादन होने लगेगा, अल्ट्राफास्ट लेजर की लागत कम हो जाएगी, जिससे व्यापक रूप से इसे अपनाया जा सकेगा।

4. क्रॉस-इंडस्ट्री एकीकरण: अल्ट्राफास्ट लेजर का ऑप्टिकल संचार, क्वांटम सूचना, परिशुद्ध मशीनिंग और जैवचिकित्सा अनुसंधान जैसे क्षेत्रों के साथ तेजी से विलय होगा, जिससे नई तकनीकी नवाचारों को बढ़ावा मिलेगा।

निष्कर्ष

अल्ट्राफास्ट लेजर प्रौद्योगिकी तेजी से आगे बढ़ रही है, जो औद्योगिक, चिकित्सा और वैज्ञानिक क्षेत्रों में बेजोड़ परिशुद्धता और न्यूनतम तापीय प्रभाव प्रदान करती है। अग्रणी निर्माता लेजर मापदंडों और एकीकरण तकनीकों को परिष्कृत करना जारी रखते हैं, जबकि शीतलन और तापीय प्रबंधन प्रणालियों में प्रगति लेजर स्थिरता को बढ़ाती है। जैसे-जैसे लागत कम होती जाएगी और उद्योगों के बीच अनुप्रयोगों का विस्तार होगा, अल्ट्राफास्ट लेजर कई उच्च तकनीक उद्योगों में क्रांति लाने के लिए तैयार हैं।