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

अल्ट्राफास्ट लेज़र की परिभाषा

अल्ट्राफास्ट लेज़र उन लेज़रों को कहते हैं जो अत्यंत छोटे स्पंद उत्सर्जित करते हैं, आमतौर पर पिकोसेकंड (10⁻¹² सेकंड) या फेम्टोसेकंड (10⁻¹⁵ सेकंड) की सीमा में। अपनी अल्ट्रा-शॉर्ट स्पंद अवधि के कारण, ये लेज़र मुख्य रूप से गैर-तापीय, अरैखिक प्रभावों के माध्यम से पदार्थों के साथ क्रिया करते हैं, जिससे ऊष्मा प्रसार और तापीय क्षति में उल्लेखनीय कमी आती है। यह अनूठी विशेषता अल्ट्राफास्ट लेज़रों 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 कारण, 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 स्तर पर सटीक कटाई, ड्रिलिंग, अंकन और सतह प्रसंस्करण को सक्षम बनाता है।

2. चिकित्सा और जैव-चिकित्सा इमेजिंग: नेत्र विज्ञान में, फेम्टोसेकंड लेज़रों का उपयोग LASIK नेत्र शल्य चिकित्सा के लिए किया जाता है, जिससे शल्य चिकित्सा के बाद न्यूनतम जटिलताओं के साथ सटीक कॉर्निया कटिंग प्राप्त होती है। इसके अतिरिक्त, इनका उपयोग मल्टीफोटोन माइक्रोस्कोपी और जैव-चिकित्सा ऊतक विश्लेषण में भी किया जाता है।

3. वैज्ञानिक अनुसंधान: ये लेज़र समय-समाधान स्पेक्ट्रोस्कोपी, नॉनलाइनियर ऑप्टिक्स, क्वांटम नियंत्रण और नई सामग्री अनुसंधान में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, जिससे वैज्ञानिकों को परमाणु और आणविक स्तर 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, जो उच्च गति डेटा ट्रांसमिशन के लिए स्थिर प्रकाश स्रोत के रूप में कार्य करते हैं।

शक्ति और प्रदर्शन पैरामीटर

अल्ट्राफास्ट लेज़रों की विशेषता दो प्रमुख शक्ति पैरामीटर हैं:

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

2. पीक पावर: अत्यंत कम पल्स अवधि के कारण, पीक पावर कई किलोवाट से लेकर सैकड़ों किलोवाट तक पहुँच सकती है। उदाहरण के लिए, कुछ फेम्टोसेकंड लेज़रों की औसत शक्ति 1W होती है, जबकि उनकी पीक पावर कई गुना ज़्यादा 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. कोहेरेंट, स्पेक्ट्रा-फिजिक्स, न्यूपोर्ट (एमकेएस) - परिपक्व प्रौद्योगिकी और औद्योगिक और वैज्ञानिक अनुप्रयोगों की एक 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) - लेजर संरचना, मोड-लॉकिंग प्रौद्योगिकियों और सिस्टम एकीकरण में महत्वपूर्ण प्रगति करने वाली उभरती हुई कंपनियां।

शीतलन प्रणाली और तापीय प्रबंधन

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

चिलर प्रणालियां: 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: अल्ट्राफास्ट लेज़र कूलिंग के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए, ये लेज़र चिलर 0.08°C से 0.1°C तक की सटीकता के साथ PID-नियंत्रित तापमान नियंत्रण प्रदान करते हैं। ये रिमोट मॉनिटरिंग और नियंत्रण के लिए RS485 संचार का भी समर्थन करते हैं, जो इन्हें 3W -60W अल्ट्राफास्ट लेज़र सिस्टम के लिए आदर्श बनाता है।

अल्ट्राफास्ट लेज़रों में भविष्य के रुझान

अल्ट्राफास्ट लेजर उद्योग निम्नलिखित दिशा में विकसित हो रहा है:

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

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, सटीक मशीनिंग और जैव चिकित्सा अनुसंधान जैसे क्षेत्रों के साथ तेजी से विलय होगा, जिससे नए तकनीकी नवाचारों को बढ़ावा मिलेगा।

निष्कर्ष

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