लेज़र के मुख्य घटक क्या हैं?

सुपरमार्केट के चेकआउट काउंटरों पर बारकोड स्कैनर से लेकर अस्पतालों में सटीक सर्जिकल चाकू तक, मंचों पर शानदार लाइट शो से लेकर कारखानों में मोटी स्टील प्लेटों को काटते समय निकलने वाली चिंगारियों तक, लेजर ने आधुनिक जीवन के हर पहलू में प्रवेश किया है। और यह सब एक ऐसे उपकरण से उत्पन्न हुआ है जो प्रकाश को "उत्तेजित" कर सकता है और इसे एक शक्तिशाली ऊर्जा स्रोत - लेजर में केंद्रित कर सकता है। 
I. ऊर्जा का स्रोत: पंप स्रोत
पंप स्रोत लेजर का "इंजन" है। इसका मुख्य कार्य कार्यशील पदार्थ को ऊर्जा प्रदान करना है, जो लेजर के उत्पादन की नींव रखता है। जैसे एक पानी का पंप निचले स्तर से पानी को उच्च स्तर तक खींचता है, वैसे ही पंप स्रोत परमाणुओं या अणुओं को निचले ऊर्जा स्तर से उच्च ऊर्जा स्तर तक "पंप" करता है, जिससे कण संख्या व्युत्क्रम बनता है (यह लेजर उत्पन्न करने की मुख्य स्थिति है)। 
पंपिंग स्रोतों के सामान्य प्रकारों में शामिल हैं: 
ऑप्टिकल पंपिंग: एक शक्तिशाली प्रकाश स्रोत (जैसे एक ज़ेनॉन लैंप, एक क्रिप्टन लैंप) या दूसरे लेजर (जैसे एक लेजर डायोड) से प्रकाश का उपयोग करके कार्यशील पदार्थ को विकिरणित करना। यह ठोस-अवस्था लेजर (जैसे YAG लेजर) में उपयोग की जाने वाली सबसे आम विधि है। 
इलेक्ट्रो-पंपिंग: सीधे कार्यशील पदार्थ पर एक विद्युत धारा लागू करना, जिससे इलेक्ट्रॉन टकराव के माध्यम से कण उत्तेजना होती है। यह अर्धचालक लेजर (लेजर डायोड) और गैस लेजर (जैसे CO₂ लेजर) के लिए मुख्य पंपिंग विधि है। 
रासायनिक पंपिंग: कणों को उत्तेजित करने के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं द्वारा जारी ऊर्जा का उपयोग करना, जो आमतौर पर कुछ उच्च-शक्ति वाले गैस लेजर में नियोजित होता है। 
पंपिंग स्रोत का प्रदर्शन सीधे लेजर की दक्षता और आउटपुट शक्ति को निर्धारित करता है। यह लेजर उत्पादन का पहला चरण है और एक महत्वपूर्ण चरण है। 
II. चमकदार शरीर: लाभ माध्यम/कार्यशील पदार्थ
लाभ माध्यम, जिसे कार्यशील पदार्थ के रूप में भी जाना जाता है, लेजर का "मुख्य मंच" है और यहीं से लेजर वास्तव में उत्पन्न होता है। यह लेजर की मुख्य विशेषताओं, जैसे आउटपुट तरंग दैर्ध्य (रंग) और संभावित शक्ति को निर्धारित करता है। 
पदार्थ की अवस्था के आधार पर, उन्हें मुख्य रूप से चार श्रेणियों में विभाजित किया गया है: 
गैसीय माध्यम: जैसे कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂), हीलियम-नियॉन (He-Ne), आर्गन आयन (Ar⁺), आदि। वे निरंतर और उच्च-गुणवत्ता वाली लेजर बीम उत्पन्न कर सकते हैं, और व्यापक रूप से कटिंग, चिकित्सा उपचार और वैज्ञानिक अनुसंधान में उपयोग किए जाते हैं। 
तरल माध्यम: जैसे रंजक के साथ डोप किए गए कार्बनिक विलायक। यह एक निश्चित सीमा के भीतर आउटपुट तरंग दैर्ध्य को लगातार समायोजित करने की क्षमता से चिह्नित है, और आमतौर पर स्पेक्ट्रोस्कोपी अनुसंधान में उपयोग किया जाता है। 
ठोस माध्यम: जैसे नियोडिमियम-डोप्ड येट्रियम एल्यूमीनियम गार्नेट (Nd:YAG), रूबी क्रिस्टल या नियोडिमियम ग्लास। उनके पास एक मजबूत संरचना है और वे उच्च-शक्ति, उच्च-ऊर्जा लेजर दालों का उत्पादन कर सकते हैं, जो उन्हें औद्योगिक प्रसंस्करण और सैन्य अनुप्रयोगों में पसंदीदा विकल्प बनाते हैं। 
अर्धचालक सामग्री: जैसे गैलियम आर्सेनाइड (GaAs) और अन्य यौगिक। उनके पास छोटा आकार, उच्च दक्षता है और उन्हें विद्युत रूप से पंप करना आसान है। वे ऑप्टिकल संचार, ऑप्टिकल डिस्क रीडिंग और लेजर प्रिंटिंग जैसे क्षेत्रों में पूर्ण मुख्य बल हैं। 
जब लाभ माध्यम में कण पंप स्रोत से उत्तेजित होते हैं, तो वे उत्तेजित उत्सर्जन प्रक्रिया से गुजरेंगे और नए फोटॉन जारी करेंगे जो घटना फोटॉन के बिल्कुल समान हैं, जिससे ऑप्टिकल प्रवर्धन प्राप्त होता है। 
III. अनुनादक आत्मा: ऑप्टिकल अनुनादक
ऑप्टिकल अनुनादक लेजर का "गुणवत्ता निर्माण मशीन" है। यह लेजर की दिशात्मकता और मोनोक्रोमैटिसिटी को निर्धारित करता है। यह आमतौर पर दो सावधानीपूर्वक रखे गए परावर्तक दर्पणों से बना होता है जो एक दूसरे का सामना करते हैं। एक कुल परावर्तन दर्पण है (लगभग 100% की परावर्तन दर के साथ), और दूसरा एक आंशिक परावर्तन दर्पण है (आउटपुट युग्मन दर्पण, लगभग 90% - 99% की परावर्तन दर के साथ)। 
इसके मुख्य कार्य तीन हैं: 
सकारात्मक प्रतिक्रिया: यह उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा उत्पन्न फोटॉन को दो दर्पणों के बीच बार-बार परावर्तित करने का कारण बनता है, लगातार एक श्रृंखला प्रतिक्रिया-जैसी उत्तेजित उत्सर्जन को ट्रिगर करता है, जिसके परिणामस्वरूप प्रकाश की तीव्रता में घातीय वृद्धि होती है। 
मोड चयन: केवल प्रकाश की विशिष्ट तरंग दैर्ध्य जो अक्षीय दिशा के साथ फैलती हैं, गुहा के भीतर स्थिर रूप से दोलन कर सकती हैं और बहुत बढ़ सकती हैं, जो लेजर की मोनोक्रोमैटिसिटी (रंग शुद्धता) में काफी सुधार करती है। 
निर्देशित आउटपुट: अंततः, अत्यधिक तीव्र लेजर का एक हिस्सा आंशिक परावर्तक के माध्यम से प्रेषित होगा, जिससे एक अत्यधिक संरेखित और संकीर्ण रूप से भिन्न लेजर बीम बनेगा। 
ऑप्टिकल अनुनादक के बिना, कार्यशील पदार्थ यादृच्छिक दिशा और भिन्न तरंग दैर्ध्य के साधारण प्रतिदीप्ति का उत्सर्जन करता है। इसके साथ, हालांकि, हमने सटीक और शुद्ध "लेजर" का निर्माण किया है जिसे हम देखते हैं। 
IV. अंतिम स्पर्श: शीतलन और नियंत्रण प्रणाली
अधिकांश लेजर उपकरणों (विशेष रूप से मध्यम से उच्च शक्ति वाले) के लिए, एक शीतलन प्रणाली अपरिहार्य है। पंप स्रोत द्वारा इनपुट की गई अधिकांश ऊर्जा गर्मी में परिवर्तित हो जाती है, जिससे लाभ माध्यम का तापमान तेजी से बढ़ जाता है, जिसके परिणामस्वरूप प्रदर्शन में गिरावट या यहां तक कि क्षति भी होती है। एक कुशल शीतलन प्रणाली (जैसे पानी शीतलन, वायु शीतलन, या TEC अर्धचालक शीतलन) लेजर के स्थिर और निरंतर संचालन को सुनिश्चित कर सकती है। 
इस बीच, नियंत्रण प्रणाली लेजर का मूल है। यह पंप स्रोत की धारा को विनियमित करने, शीतलन प्रणाली के संचालन को नियंत्रित करने के लिए सटीक सर्किट और सॉफ़्टवेयर का उपयोग करता है, और लेजर आउटपुट (जैसे पल्स चौड़ाई और आवृत्ति) के सटीक नियंत्रण को प्राप्त करने के लिए Q-स्विच और मॉड्यूलेटर जैसे घटकों को एकीकृत कर सकता है, ताकि विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यों की आवश्यकताओं को पूरा किया जा सके। 
संक्षेप में, पंप स्रोत ऊर्जा प्रदान करता है, लाभ माध्यम प्रकाश प्रवर्धन के लिए जिम्मेदार है, ऑप्टिकल अनुनादक लेजर की गुणवत्ता को आकार देता है, और शीतलन और नियंत्रण प्रणाली इसके स्थिर संचालन को सुनिश्चित करती है। ये चार मुख्य घटक एक अत्यधिक समन्वित टीम की तरह हैं, जो एक दूसरे के लिए अपरिहार्य हैं। यह ठीक उनके बीच निर्बाध सहयोग है जो साधारण प्रकाश को एक शक्तिशाली उपकरण में बदल देता है जो दुनिया को बदलने में सक्षम है, जो प्रौद्योगिकी और उद्योग में क्रांतिकारी प्रगति को लगातार आगे बढ़ाता है।