લેસર સુરક્ષા જ્ઞાન

1. લેસર શું છે?
એક લેસર ઉપકરણ જે ફોટોનના ઉત્તેજિત ઉત્સર્જન પર આધારિત ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફિકેશનની પ્રક્રિયા દ્વારા પ્રકાશ (ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશન) બહાર કાઢે છે. "લેસર" શબ્દનો ઉદ્દભવ પ્રકાશ એમ્પ્લીફિકેશનના ઉત્તેજિત ઉત્સર્જનના સંક્ષેપ તરીકે થયો છે. ઉત્સર્જિત લેસર કિરણોત્સર્ગમાં ઉચ્ચ સ્તરની અવકાશી અને અસ્થાયી સુસંગતતા છે, જે અન્ય તકનીકો સાથે અગમ્ય છે.

2. લેસર પોઇન્ટર બ્લોક ડાયાગ્રામ

3. લેસર એપ્લિકેશન શું છે?
રોજિંદા જીવનમાં લેસરનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે. ઑબ્જેક્ટ દર્શાવવા, બાંધકામ અને પ્રોજેક્ટ મંજૂરીઓ, કોસ્મેટિક અને સર્જિકલ પ્રક્રિયાઓ માટે તબીબી સારવાર માટે લેસર સૌથી વધુ લાગુ પડે છે. નિમ્ન લેસર પાવર સૂચક પ્રસ્તુતિઓ અને સ્ટારગેઝિંગ ખગોળશાસ્ત્ર માટે આદર્શ છે. દહન પ્રયોગ માટે 100 મેગાવોટ સુધીની ઊંચી લેસર પોઇન્ટર શક્તિ ઉત્તમ રહેશે. ઉચ્ચ શક્તિ વર્ગ IV લેસરનો ઉપયોગ પ્રયોગ, વૈજ્ઞાનિક સંશોધન, લશ્કરી વગેરે માટે થાય છે. લક્ષ્યીકરણ

4. તરંગલંબાઇ શું છે?
અમારી આંખો પ્રકાશ પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે જે ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સ્પેક્ટ્રમના ખૂબ જ નાના પ્રદેશમાં હોય છે જેને "દ્રશ્યમાન પ્રકાશ" લેબલ કરવામાં આવે છે. આ દૃશ્યમાન પ્રકાશ 400 - 700 નેનોમીટર (nm) ની તરંગલંબાઇ શ્રેણી અને વાયોલેટથી લાલ સુધીની રંગ શ્રેણીને અનુરૂપ છે. માનવ આંખ દૃશ્યમાન સ્પેક્ટ્રમની બહાર તરંગલંબાઇ સાથેના કિરણોત્સર્ગને "જોવા" અસમર્થ છે. સૌથી ટૂંકી તરંગલંબાઇથી સૌથી લાંબી સુધીના દૃશ્યમાન રંગો છે: વાયોલેટ, વાદળી, લીલો, પીળો, નારંગી અને લાલ. અલ્ટ્રાવાયોલેટ કિરણોત્સર્ગ દૃશ્યમાન વાયોલેટ પ્રકાશ કરતાં ટૂંકી તરંગલંબાઇ ધરાવે છે. ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશન દૃશ્યમાન લાલ પ્રકાશ કરતાં તરંગલંબાઇ ધરાવે છે. સફેદ પ્રકાશ એ દૃશ્યમાન સ્પેક્ટ્રમમાં રંગોનું મિશ્રણ છે. કાળો એ પ્રકાશની સંપૂર્ણ ગેરહાજરી છે.

સ્પેક્ટ્રલ રંગો અને તરંગલંબાઇ

આ ગ્રાફ દૃશ્યમાન પ્રકાશ સ્પેક્ટ્રમના રંગો અને નેનોમીટરમાં સંકળાયેલ તરંગલંબાઇ દર્શાવે છે. રેન્જ પરંપરાગત રીતે આપવામાં આવે છે:
અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રકાશ, 100 એનએમ, 400 એનએમ;
દૃશ્યમાન પ્રકાશ, 400 nm-750nm;
ઇન્ફ્રારેડ લાઇટ, 750 nm-1 nm.

5. લેસર ટ્રાંસવર્સ મોડ શું છે?

લેસર બીમનું ટ્રાંસવર્સ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક મોડ (TEM) માળખું સમગ્ર બીમ ક્રોસ સેક્શનમાં પાવર વિતરણનું વર્ણન કરે છે. મોટાભાગની લેસર એપ્લિકેશનોને જમણી બાજુની આકૃતિમાં બતાવ્યા પ્રમાણે, સમગ્ર બીમ ક્રોસ વિભાગમાં ગૌસીયન પાવર વિતરણ સાથે મૂળભૂત બીમ મોડ (TEM00)ની જરૂર પડશે. આ મૂળભૂત પરિણામ સૌથી નાના બીમ વ્યાસ અને બીમ ડાયવર્જન્સ મોડમાં પરિણમે છે અને શક્ય તેટલા નાના સ્પોટ કદમાં કેન્દ્રિત કરી શકાય છે.
વધારાની શક્તિ સાથે અન્ય આવક એપ્લિકેશનો પ્રથમ ઓર્ડર મોડ (TEM01*), અથવા ઉચ્ચ ઓર્ડર મોડમાં પણ ઉપલબ્ધ છે. મૂળભૂત ઉપર સ્ટ્રક્ચર મોડ ધરાવતી લેસર પાવરને સામાન્ય રીતે મલ્ટિટ્રાન્સવર્સ મોડ (MTM) કહેવાય છે. લેસર પ્રોડક્શન સ્ટ્રક્ચરનો મોડ ફક્ત મિરર્સ બદલીને બદલી શકાય છે.

6. લેસરોના વિવિધ વર્ગીકરણ

વર્ગ I

સ્વાભાવિક રીતે સુરક્ષિત, આંખને નુકસાન થવાની કોઈ શક્યતા નથી. આ કાં તો ઓછા પાવર આઉટપુટને કારણે હોઈ શકે છે (આંખને નુકસાનના કિસ્સામાં કેટલાક કલાકોના સંપર્કમાં આવ્યા પછી પણ શક્ય નથી), અથવા કેબિનેટ વપરાશકર્તાઓને સામાન્ય કામગીરી દરમિયાન લેસર બીમને ઍક્સેસ કરવાથી અટકાવે છે, જેમ કે સીડી પ્લેયર્સ અથવા લેસર પ્રિન્ટર.

વર્ગ II

જો કોઈ વ્યક્તિ ઇરાદાપૂર્વક લાંબા સમય સુધી બીમ તરફ જુએ છે તો માનવ આંખનું બ્લિંક રીફ્લેક્સ (અવરોધ પ્રતિભાવ) આંખના નુકસાનને અટકાવશે. આઉટપુટ પાવર 1 મેગાવોટ સુધી હોઈ શકે છે. આ વર્ગમાં ફક્ત લેસરોનો સમાવેશ થાય છે જે દૃશ્યમાન પ્રકાશનું ઉત્સર્જન કરે છે. મોટાભાગના લેસર પોઇન્ટર અને કોમર્શિયલ સ્કેનર્સ આ કેટેગરીમાં લેસર છે.

વર્ગ IIIa

આ વર્ગના લેસર મુખ્યત્વે ખતરનાક છે જ્યારે ઓપ્ટિકલ સાધનો સાથે જોડવામાં આવે છે જે બીમના વ્યાસ અથવા પાવર ઘનતાને બદલે છે, જો કે ઓપ્ટિકલ સાધન વિના પણ, બે મિનિટ માટે આંખ સાથે સીધો સંપર્ક વધારવાથી રેટિનાને ગંભીર નુકસાન થઈ શકે છે. આઉટપુટ પાવર 5 મેગાવોટથી વધુ નથી. રેડિયેશન પાવર ડેન્સિટી 2.5 mW/cm2 કરતાં વધી જતી નથી સિવાય કે ઉપકરણને "સાવધાની" ચેતવણી લેબલ સાથે લેબલ કરવામાં આવે, અન્યથા "જોખમી" ચેતવણી લેબલની જરૂર નથી. અગ્નિ હથિયારો અને લેસર પોઇન્ટર માટે ઘણી લેસર સ્થળો આ શ્રેણીમાં છે.

વર્ગ IIIb

જો બીમ સીધી આંખ પર પડે તો આ વર્ગના લેસર નુકસાન પહોંચાડી શકે છે. સામાન્ય રીતે આ 5-500 mW થી સંચાલિત લેસરોને લાગુ પડે છે. આ શ્રેણીના લેસર લેસરની શક્તિના આધારે સેકન્ડના 1/100મા કે તેથી ઓછા એક્સપોઝર સાથે આંખને કાયમી નુકસાન પહોંચાડી શકે છે. પ્રસરેલું પ્રતિબિંબ સામાન્ય રીતે ખતરનાક હોતું નથી, પરંતુ સ્પેક્યુલર પ્રતિબિંબ સીધા પ્રતિબિંબ જેટલું જ જોખમી હોઈ શકે છે. જ્યારે વર્ગ IIIb લેસર બીમનું સીધું દૃશ્ય જોવા મળે ત્યારે સલામતી ચશ્માની ભલામણ કરવામાં આવે છે. આ વર્ગના ઉચ્ચ સ્તરીય લેસર આગનું જોખમ પણ રજૂ કરી શકે છે અને ત્વચાને સહેજ બાળી શકે છે.

વર્ગ IV

આ વર્ગના લેસરોમાં આઉટપુટ પાવર પ્રતિ બીમ 500 mW કરતાં વધુ હોય છે અને આંખ કે ત્વચાને ઉન્નત આંખના ઓપ્ટિક્સ અથવા ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટેશન વિના ગંભીર, ઉલટાવી શકાય તેવું નુકસાન કરી શકે છે. લેસર બીમનું પ્રસરેલું પ્રતિબિંબ રેટેડ હેઝાર્ડ ઝોનમાં ત્વચા અથવા આંખો માટે જોખમી હોઈ શકે છે. ઘણા ઔદ્યોગિક, વૈજ્ઞાનિક, લશ્કરી અને તબીબી લેસરો આ શ્રેણીમાં છે.

7. લેસર સુરક્ષા જ્ઞાન શું છે?
પ્રથમ લેસરને પણ સંભવિત જોખમી તરીકે ઓળખવામાં આવ્યું હતું. થિયોડોર મેમને પ્રથમ લેસરને એક જ "જિલેટ"ની શક્તિ તરીકે દર્શાવ્યું હતું, જેમ કે તે એક જ જિલેટ રેઝર બ્લેડ દ્વારા બળી શકે છે. આજે તે સામાન્ય રીતે સ્વીકારવામાં આવે છે કે જ્યારે આવા લેસરનો કિરણ ચળકતી સપાટી પરથી પ્રતિબિંબિત થયા પછી સીધી આંખો સાથે અથડાય છે ત્યારે માત્ર થોડી મિલીવોટની શક્તિવાળા ઓછા-પાવર લેસર પણ માનવ દ્રષ્ટિ માટે જોખમી બની શકે છે. કોર્નિયા અને લેન્સ સારી રીતે ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી શકે તેવી તરંગલંબાઇ પર, લેસર પ્રકાશની સુસંગતતા અને ઓછા વિચલનનો અર્થ એ થાય છે કે તે આંખને નેત્રપટલ પરના ખૂબ જ નાના સ્થાન તરફ લક્ષ્ય બનાવી શકે છે, પરિણામે સેકંડ અથવા તેનાથી ઓછા સમયમાં સ્થાનિક બર્નિંગ અને નુકસાન થાય છે. . લેસર સામાન્ય રીતે સંખ્યાબંધ સુરક્ષા વર્ગો દ્વારા નિયુક્ત કરવામાં આવે છે, જે નક્કી કરે છે કે લેસર કેટલું જોખમી છે:

. વર્ગ I/1સ્વાભાવિક રીતે સલામત છે, સામાન્ય રીતે આવાસમાં રહેલા પ્રકાશને કારણે, જેમ કે સીડી પ્લેયર.
. વર્ગ II/2સામાન્ય ઉપયોગ દરમિયાન સલામત છે; આંખોમાંથી ઝબકતું રીફ્લેક્સ નુકસાનને અટકાવશે. સામાન્ય રીતે 1 મેગાવોટ સુધી, લેસર જેવા પોઇન્ટર માટે.
. વર્ગ IIIa/3Aલેસર સામાન્ય રીતે 5 મેગાવોટ સુધીના હોય છે અને બ્લિંક રીફ્લેક્સ દરમિયાન આંખને નુકસાન થવાનું નાનું જોખમ ધરાવે છે. આવી બીમને ઘણી સેકન્ડો સુધી જોવાથી રેટિના પરની જગ્યાને નુકસાન થઈ શકે છે.
. વર્ગ IIIb/3Bસંપર્કમાં આવવા પર આંખને તાત્કાલિક નુકસાન થઈ શકે છે.
. વર્ગ IV/4લેસર ત્વચાને બાળી શકે છે, અને કેટલાક કિસ્સાઓમાં છૂટાછવાયા પ્રકાશથી પણ આંખમાં બળતરા અને/અથવા ત્વચાને નુકસાન થઈ શકે છે. ઘણા ઔદ્યોગિક અને વૈજ્ઞાનિક લેસરો આ વર્ગમાં છે. નિર્દિષ્ટ શક્તિઓ દૃશ્યમાન પ્રકાશ, સતત લેસરો માટે છે. સ્પંદિત લેસર અને અદ્રશ્ય તરંગો માટે, વિવિધ પાવર મર્યાદાઓ લાગુ પડે છે.

વર્ગ 3B અને વર્ગ 4 લેસર સાથે કામ કરતા લોકો તેમની આંખોને સલામતી ચશ્માથી સુરક્ષિત કરી શકે છે, જે ચોક્કસ તરંગલંબાઇના પ્રકાશને શોષવા માટે રચાયેલ છે.

લગભગ 1.4 માઇક્રોમીટરથી વધુ તરંગલંબાઇવાળા કેટલાક ઇન્ફ્રારેડ લેસરોને ઘણીવાર "આંખ-સલામત" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે કારણ કે પાણીના અણુઓના આંતરિક પરમાણુ સ્પંદનો સ્પેક્ટ્રમના આ ભાગમાં પ્રકાશને ખૂબ જ મજબૂત રીતે શોષી લે છે, અને આ રીતે આ તરંગલંબાઇ પર લેસર બીમ ઓછી થાય છે. તે આંખના કોર્નિયામાંથી પસાર થાય છે કે રેટિના પર લેન્સ પર કોઈ પ્રકાશ કેન્દ્રિત થવાનું બાકી રહેતું નથી, જો કે, "આંખ-સલામત" લેબલ ભ્રામક હોઈ શકે છે, કારણ કે તે માત્ર પ્રમાણમાં ઓછી શક્તિવાળા સતત પર લાગુ થાય છે. આ તરંગલંબાઇ પર કોઈપણ ઉચ્ચ શક્તિના તરંગ બીમ અથવા ક્યુ-સ્વિચ્ડ લેસર કોર્નિયાને બાળી શકે છે, જેનાથી આંખને ગંભીર નુકસાન થાય છે.

8. લેસર રેડિયેશનના જોખમો
લેસર પોઇન્ટર તેના પ્રથમ દેખાવથી વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે. લેસરોનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે શિક્ષણ, સ્ટાર ગેઝિંગ એસ્ટ્રોનોમી અને મીટિંગ્સમાં પ્રસ્તુતિ સાધન તરીકે થાય છે. જો કે, ઓછી કિંમત અને અસંખ્ય સપ્લાયરોને કારણે આ લેસર ધીમે ધીમે લેસર ચાહકો અને બાળકો સહિત ઉત્સાહીઓની માલિકી ધરાવે છે, અને ઉત્પાદકો દ્વારા હેતુ ન હોય તેવી રીતે ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. પરિણામે, વાસ્તવમાં લેસર પોઇન્ટરની માલિકી ધરાવતા પહેલા લેસર પોઇન્ટરના જોખમોને સમજવું ગંભીરતાથી મહત્વપૂર્ણ છે.

લેસર ભય
લેસર રેડિયેશન મુખ્યત્વે થર્મલ અસરો દ્વારા નુકસાન પહોંચાડે છે. મધ્યમ લેસર પાવર પણ આંખને ઇજા પહોંચાડી શકે છે. હાઇ પાવર લેસર ત્વચાને પણ બાળી શકે છે. કેટલાક લેસર એટલા શક્તિશાળી હોય છે કે સપાટી પરથી પ્રસરેલું પ્રતિબિંબ પણ આંખો માટે જોખમી બની શકે છે.

રેટિના માટે સંભવિત ખતરો હોવા છતાં, બધા દૃશ્યમાન બીમ લેસરો રેટિનાને કાયમી નુકસાન પહોંચાડે તેવી શક્યતા નથી. લેસર પોઇન્ટર બીમને જોતા એક્સપોઝર પછીની છબી, ફ્લેશ અંધત્વ અને ઝગઝગાટનું કારણ બને તેવી શક્યતા છે. રેટિનામાં કામચલાઉ દુખાવો થોડીવારમાં ઠીક થઈ જશે.

લેસર લાઇટના નીચા ડાયવર્જન્સ એંગલ અને આંખ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવાની પદ્ધતિનો અર્થ એ છે કે લેસર લાઇટ રેટિના પર ખૂબ જ નાની જગ્યામાં કેન્દ્રિત થઈ શકે છે. જો લેસર પર્યાપ્ત શક્તિશાળી હોય, તો કાયમી નુકસાન એક સેકન્ડના અપૂર્ણાંકમાં થઈ શકે છે, જે આંખના પલકારવા કરતાં શાબ્દિક રીતે ઝડપી છે. નજીકના-ઇન્ફ્રારેડ લેસર કિરણોત્સર્ગ (400-1400nm) માટે પૂરતા પ્રમાણમાં શક્તિશાળી દૃશ્યમાન આંખની કીકીમાં પ્રવેશ કરશે અને રેટિનાને ગરમ કરી શકે છે, જ્યારે 400 nm કરતાં ઓછી અને 1400nm કરતાં વધુ તરંગલંબાઇવાળા લેસર રેડિયેશનના સંપર્કમાં મુખ્યત્વે શોષાય છે અને તે કોર્લિન દ્વારા શોષાય છે. મોતિયા અથવા બર્નના વિકાસ તરફ દોરી જાય છે.

ઇન્ફ્રારેડ લેસરો ખાસ કરીને ખતરનાક છે કારણ કે શરીરની રક્ષણાત્મક "બ્લિંક રીફ્લેક્સ" પ્રતિભાવ ફક્ત દૃશ્યમાન પ્રકાશ દ્વારા જ ટ્રિગર થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, અદ્રશ્ય 1064 કિરણોત્સર્ગ સાથે ઉચ્ચ શક્તિના Nd:YAG લેસરોના સંપર્કમાં આવતા કેટલાક લોકો પીડા અનુભવી શકતા નથી અથવા તેમની દ્રષ્ટિને તાત્કાલિક નુકસાનની જાણ કરી શકતા નથી. આંખની કીકીમાંથી નીકળતો પૉપ અથવા ક્લિકિંગ અવાજ એ એકમાત્ર સંકેત હોઈ શકે છે કે રેટિનાને નુકસાન થયું છે એટલે કે રેટિનાને 100 ° સે સુધી ગરમ કરવામાં આવે છે, પરિણામે સ્થાનિક વિસ્ફોટક અસર થાય છે અને ત્યારબાદ કાયમી અંધ સ્થળની તાત્કાલિક રચના થાય છે.

જવાબદાર લેસર માલિકોએ લેસર રેડિયેશનના જોખમોને સંપૂર્ણપણે સમજવું જોઈએ અને લેસર પોઈન્ટરના ઉપયોગ સાથે સંકળાયેલા FAA નિયમોને સ્વીકારવા જોઈએ. જ્યારે શક્તિશાળી બીમનું પ્રત્યક્ષ નિરીક્ષણ થવાની સંભાવના હોય ત્યારે સામાન્ય રીતે સલામતી ચશ્માની જરૂર પડે છે.

9. લેસરના ભયથી પોતાને કેવી રીતે સુરક્ષિત રાખવું?
વર્ગ 3B અથવા વર્ગ IIIb ના નુકસાનને રોકવા માટે અસરકારક પદ્ધતિઓ અપનાવવા માટે આ જરૂરી છે. લેસર સેફ્ટી ચશ્મા એ આજે બજારમાં પ્રીમિયર આંખ સુરક્ષા સહાયક છે. લેસર સેન્સરની વિવિધ પસંદગી, યોગ્ય તરંગલંબાઇને અવરોધિત કરવા માટે ચોક્કસ પ્રકાર માટે ચશ્મા પસંદ કરવા આવશ્યક છે. ઉદાહરણ તરીકે, 532 પોઈન્ટ શોષકમાં સામાન્ય રીતે નારંગી પોઈન્ટ હોય છે.

કોઈપણ પરિસ્થિતિમાં લેસર પોઈન્ટર્સને સીધું જોવું સખત પ્રતિબંધિત છે. લેસર પોઇન્ટરનો ઉપયોગ કરતા પહેલા સલામતી ચશ્મા પહેરવાનું યાદ રાખો.

લેસર પોઇન્ટર સુરક્ષા ટીપ્સ:

● લેસરને સગીરોની પહોંચની બહાર મૂકો. સગીરો (18 વર્ષથી ઓછી ઉંમરના) ને કોઈપણ દેખરેખ હેઠળ લેસર પોઇન્ટર ખરીદવા અથવા તેનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપશો નહીં. લેસર ઉત્પાદનોની સલામતી અને જોખમોને સમજ્યા પછી જ પુખ્ત વયના લોકો લેસર પોઇન્ટરનો ઉપયોગ કરી શકે છે.

● જો તમે ઉચ્ચ શક્તિવાળા લેસર રેડિયેશનનો ઉપયોગ કરી રહ્યાં હોવ તો ખાસ કરીને સાવચેત રહો. તમારે તમારા લેસર પોઈન્ટરને કોઈ પણ વ્યક્તિ અને પ્રાણીઓ, એરોપ્લેન પાઈલટ અને ચાલતા વાહનો તરફ નિર્દેશ કરવાનો ક્યારેય પ્રયાસ કરવો જોઈએ નહીં, અથવા લેસર ઉપકરણોના દુરુપયોગ માટે તમને જેલમાં મોકલવામાં આવશે.

● હાઇ-પાવર લેસરથી દૂર રહો. કૃપા કરીને પોતાને હંમેશા લેસર બર્નિંગ જેવા શક્તિશાળી લેસરથી દૂર રાખો. તેઓ ઔપચારિક પ્રસ્તુતિ લેસરોથી નોંધપાત્ર રીતે અલગ છે. વર્ગ અને શક્તિના કોઈપણ સંકેત વિના લેસર ખરીદવાનો ક્યારેય પ્રયાસ કરશો નહીં.

10. લેસર પોઇન્ટર કેટલા શક્તિશાળી હશે?

વિવિધ એપ્લિકેશનોને વિવિધ પાવર આઉટપુટ સાથે લેસરોની જરૂર પડે છે. લેસર કે જે સતત બીમ અથવા ટૂંકા કઠોળની શ્રેણી ઉત્પન્ન કરે છે તેની સરેરાશ શક્તિના આધારે સરખામણી કરી શકાય છે. લેસર કે જે કઠોળ ઉત્પન્ન કરે છે તે દરેક પલ્સની ટોચની શક્તિના આધારે દર્શાવી શકાય છે. સ્પંદનીય લેસરની ટોચની શક્તિ તેની સરેરાશ શક્તિ કરતાં વધુ તીવ્રતાના ઘણા ઓર્ડર છે. સરેરાશ પાવર આઉટપુટ હંમેશા પાવર ઇનપુટ કરતા ઓછું હોય છે.

કેટલીક એપ્લિકેશનો માટે સતત અથવા મધ્યમ શક્તિ જરૂરી છે:
પાવર વપરાશ
1-5 mW લેસર પોઇન્ટર
5 મેગાવોટ સીડી
5-10 mW ડીવીડી પ્લેયર અથવા ડીવીડી
100 mW હાઇ સ્પીડ CD-RW બર્નર
250 mW ઉપભોક્તા 16x DVD-R બર્નર
4 સેકન્ડ સહિત ડિસ્ક કેસ દ્વારા 400 mW કમ્બશન
વર્તમાન હોલોગ્રાફિક યુનિવર્સલ ડેવલપમેન્ટ પ્રોટોટાઇપ ડિસ્કમાં 1 W ગ્રીન લેસર
માઇક્રો-મશીનિંગ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા મોટાભાગના વ્યવસાયિક રીતે ઉપલબ્ધ સોલિડ સ્ટેટ લેસરોનું 1-20 W આઉટપુટ
30-100 W લાક્ષણિક સીલબંધ CO2 સર્જિકલ લેસર
ઔદ્યોગિક લેસર કટીંગમાં ઉપયોગમાં લેવાતા 100-3000 W લાક્ષણિક સીલબંધ CO2 લેસરો
5 KW આઉટપુટ પાવર 1 cm બાર લેસર ડાયોડ દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે
લશ્કરી (શસ્ત્રો) એપ્લિકેશનો માટે નોર્થ્રોપ ગ્રુમેન દ્વારા 100 KW દાવો કરેલ પાવર CO2 લેસર વિકસાવવામાં આવી રહ્યું છે

11. લેસર સેવા શું છે?

તમારા લેસરની યોગ્ય જાળવણી તેના જીવનને મોટા પ્રમાણમાં વધારશે. આપણે ફક્ત નીચેની ટીપ્સને અનુસરવાની જરૂર છે:

તમારે શું જોઈએ છે:
1. માઇક્રોફાઇબર કાપડ
કૃપા કરીને ખાતરી કરો કે માઇક્રોફાઇબર કાપડ ખાસ કરીને લેન્સ સાફ કરવા માટે રચાયેલ છે. તમે આ તમારા સ્થાનિક કૅમેરા અથવા ચશ્મા સ્ટોર પર શોધી શકો છો.
2. Q-ટિપ અથવા દાંતની પસંદગી
લેન્સ સુધી યોગ્ય રીતે પહોંચવા માટે તમારે તેમાંથી એક પર ફેબ્રિકને ફોલ્ડ કરવાની જરૂર પડશે.
3. સોલ્યુશન ક્લિનિંગ લેન્સ (વૈકલ્પિક)
લેન્સ ક્લિનિંગ સોલ્યુશનનો ઉપયોગ માત્ર ત્યારે જ કરો જો લેન્સને એકલા માઇક્રોફાઇબર કપડાથી સાફ ન કરી શકાય. કૃપા કરીને ખાતરી કરો કે સફાઈ સોલ્યુશન ખાસ કરીને લેન્સને સાફ કરવા માટે બનાવવામાં આવ્યું છે.
*સાવધાન: પાણીનો ઉપયોગ કરશો નહીં.

પ્રક્રિયા:
1. તમારા હાથને સાબુ અને પાણીથી ધોઈ લો. તેમને યોગ્ય રીતે સૂકવવાની ખાતરી કરો.
2. ટૂથપીક અથવા ક્યુ-ટીપના હેન્ડલ ભાગ પર માઇક્રોફાઇબર કાપડને ફોલ્ડ કરો. ખાતરી કરો કે તમે કાપડના તે ભાગને સ્પર્શશો નહીં જે લેન્સ સાફ કરશે. તમે સંભવતઃ ફેબ્રિકને અડધા ભાગમાં ફોલ્ડ કરી શકશો નહીં, તેથી તમારે ખૂબ કાળજી લેવી પડશે કે લેન્સ પર ખૂબ સખત દબાવો નહીં.
3. ધીમેધીમે ફેબ્રિકને છિદ્રમાં ખસેડો કારણ કે તે લેન્સ સાથે સંપર્ક કરે છે. તેને બાજુથી બીજી બાજુ ઘસવું, પરંતુ વધુ સખત દબાવશો નહીં. ધીમેધીમે ફેબ્રિકને આગળ અને પાછળની રોટેશન ગતિમાં ફેરવો. તમારા લેસર લેન્સ સાફ ન થાય ત્યાં સુધી આ પ્રક્રિયાને પુનરાવર્તિત કરો.
4. લેન્સ સ્વચ્છ છે કે નહીં તે જોવા માટે તમારા લેસર યુનિટને ફેરવો.

હજુ પણ ગંદા? લેન્સ ક્લિનિંગ સોલ્યુશનનો ઉપયોગ કરવાનો પ્રયાસ કરો.
એક સમયે 1 ડ્રોપ કાપડના ફક્ત તે ભાગ પર લાગુ કરો જે લેન્સ સાફ કરશે, ઉપરની સમાન પ્રક્રિયાને અનુસરો. તમે લેન્સને સૂકવવા માટે કાપડના સૂકા ટુકડાનો ઉપયોગ કરીને સમાપ્ત કરવા માગો છો, આ એક બાજુથી એક બાજુ લેવું જોઈએ અથવા ધીમેધીમે ફેરવવું જોઈએ.

લેસર

નવી સામગ્રી સમજાવતો પાઠ, 2 કલાક, 11મા ધોરણ

સામગ્રી બે પાઠ માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવી છે, એક હોમ લેસન અને ત્રીજો પાઠ, જે દરમિયાન લેસરના ઉપયોગ અંગેના તૈયાર સંદેશાઓ સાંભળવામાં આવે છે. પાઠનું માળખું અને સામગ્રી માત્ર ક્વોન્ટમ ઓપ્ટિક્સમાં પ્રાપ્ત જ્ઞાનના આધારે વ્યક્તિની ક્ષિતિજને વિસ્તૃત કરવા માટે જ નહીં, પણ વિચારવાની, તુલના કરવાની, સામાન્યીકરણ અને વિશ્લેષણ કરવાની ક્ષમતા વિકસાવવા માટે પણ સેવા આપવી જોઈએ.

પાઠ પ્રગતિ

આઈ.આજના પાઠના વિષયનું શીર્ષક અંગ્રેજીમાં લખેલું છે. રશિયનમાં આનો અર્થ શું છે? ( જવાબ આપો.લેસર એ નામનું અંગ્રેજી સંક્ષેપ છે.) “લેસર” શબ્દ માટે યોગ્ય સંજ્ઞાઓ પસંદ કરો. (જવાબ: બતાવો, હથિયાર, પ્રિન્ટર, પોઇન્ટર, ડિસ્ક...) જવાબો દર્શાવે છે કે તમે 20મી સદીની અદભૂત શોધના ઉપયોગથી પરિચિત છો. - લેસર. તેના મહત્વની પુષ્ટિ એ છે કે 1964માં એન.જી. બાસોવ, એ.એમ. પ્રોખોરોવ અને સી. ટાઉનેસને "ક્વોન્ટમ ઈલેક્ટ્રોનિક્સના ક્ષેત્રમાં મૂળભૂત કાર્ય માટે આપવામાં આવેલ પુરસ્કાર, જે મેસર-લેસર સિદ્ધાંત પર આધારિત છે. "

તમારી સામે પ્રયોગશાળા લેસર અને લેસર પોઇન્ટર છે. મને આશ્ચર્ય થાય છે કે આ પ્રકાશ સ્રોતો વિશે શું વિશેષ છે, તેઓ કેવી રીતે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યા છે, કારણ કે લેસરની શોધનું આટલું ઉચ્ચ મૂલ્યાંકન કદાચ લાયક છે?

II.ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગોનું ક્વોન્ટમ એમ્પ્લીફિકેશન (EMW) બે પ્રક્રિયાઓ પર આધારિત છે: ઉત્તેજિત રેડિયેશનનું ઉત્તેજના અને ઉત્તેજનાનું સંચય.

રેડિયેશન સામાન્ય રીતે ઊર્જા સાથે ઉત્તેજિત સ્થિતિમાંથી અણુઓ (પરમાણુઓ) ના સંક્રમણ સાથે સંકળાયેલું છે. ઇ એમઓછી ઉર્જા સાથે સ્થિર સ્થિતિમાં ઇ એન. આ કિસ્સામાં રેડિયેશન આવર્તન છે. પરંપરાગત પ્રકાશ સ્ત્રોતોમાં, સંક્રમણોની સંખ્યા ઇ એમ ઇ એનસંક્રમણોની સંખ્યા જેટલી ઇ એન ઇ એમ, રેડિયેશન ફ્રીક્વન્સીઝની વિશાળ શ્રેણીમાં થાય છે, વ્યક્તિગત અણુઓ દ્વારા ઉત્સર્જિત તરંગોના તબક્કાઓ મનસ્વી હોય છે. આ પ્રકારના રેડિયેશન કહેવામાં આવે છે સ્વયંસ્ફુરિત, અથવા સ્વયંસ્ફુરિત.

જો આપણે કૃત્રિમ રીતે ઉચ્ચ ઉર્જા સ્તરોની વધુ પડતી વસ્તી બનાવીએ ઇ એમ, પછી, V.A.ના અનુમાન મુજબ, આવર્તન સાથે બાહ્ય રેડિયેશન mn, આવા સક્રિય માધ્યમમાંથી પસાર થતાં, માધ્યમમાં તેના દ્વારા "ઉશ્કેરાયેલા" સંક્રમણોને કારણે વધારી શકાય છે. ઇ એમ ઇ એન. આ ફરજ પડી, અથવા પ્રેરિત, રેડિયેશન સ્વયંસ્ફુરિત કિરણોત્સર્ગથી અલગ છે: પ્રચારની દિશા, ધ્રુવીકરણ, આવર્તન અને વ્યક્તિગત અણુઓ દ્વારા ઉત્સર્જિત તરંગોનો તબક્કો બાહ્ય તરંગો સાથે સંપૂર્ણપણે સમાન છે.

દ્વિ-સ્તરીય પ્રણાલીમાં સ્તરોની સ્થિર ભીડ બનાવવાનું લાંબા સમય સુધી શક્ય ન હતું, કારણ કે 10-8 સેકંડ પછી, નીચલા સ્તરે સંક્રમણ ખૂબ ઝડપથી થયું. ત્રણ-સ્તરની સિસ્ટમ વધુ સ્થિર હોવાનું બહાર આવ્યું, જ્યારે ઇલેક્ટ્રોન પ્રથમ ઉપલા સ્તરથી મધ્યમ (સબલેવલ) તરફ પસાર થયા, અને આ સંક્રમણ રેડિયેશન સાથે ન હતું, ત્યાં 10 -3 સેકંડ સુધી રહ્યું, અને પછી "પડ્યું. ” રેડિયેશન સાથે નીચલા સ્તર સુધી. રૂબી લેસરોમાં, એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ (રૂબી) ક્રિસ્ટલમાં ક્રોમિયમની અશુદ્ધિઓ દાખલ કરીને સબલેવલ બનાવવામાં આવે છે. ચાર-સ્તરની સિસ્ટમો પણ છે.

સ્તર m _____________
________________ સબલેવલ

સ્તર n _____________

કહેવાતા અરીસાઓ વચ્ચેના ક્વોન્ટમ જનરેટરમાં ફેબ્રી-પેરોટ રેઝોનેટર, સક્રિય માધ્યમ મૂકો. એક અરીસામાંથી બીજા અરીસામાં ઘણી વખત પસાર થતાં, તરંગ તીવ્ર બને છે અને આંશિક રીતે અર્ધપારદર્શક અરીસા દ્વારા બહારની તરફ બહાર નીકળી જાય છે. શું તમને લાગે છે કે રેઝોનેટરની લંબાઈ - અરીસાઓ વચ્ચેનો રસ્તો - કોઈપણ હોઈ શકે છે? તે તારણ આપે છે કે ના, રેઝોનન્સની સ્થિતિ સંતુષ્ટ હોવી જોઈએ: રેઝોનેટરની લંબાઈમાં રેઝોનેટરમાં પ્રસરી રહેલા તરંગલંબાઈની પૂર્ણાંક સંખ્યા હોવી જોઈએ: 2 એલ = n, ક્યાં એલ- અરીસાઓ વચ્ચેનું અંતર, - તરંગલંબાઇ, n- પૂર્ણાંક.

આ સ્થિતિ તરંગ પેદા કરવા માટે સૌથી મહત્વપૂર્ણ છે; લેસર (ક્વોન્ટમ જનરેટર) માં મનસ્વી ફ્રીક્વન્સીઝના તરંગો ઊભી થઈ શકતા નથી. તરંગો માત્ર ફ્રીક્વન્સીઝના અલગ સેટ સાથે જ પેદા થાય છે:

લેસર એ અનિવાર્યપણે એક સ્વ-ઓસીલેટીંગ સિસ્ટમ છે જેમાં રેઝોનેટરની કુદરતી ફ્રીક્વન્સીઝમાંની એક પર અનડેમ્પ્ડ ઓસિલેશન ઉત્તેજિત થાય છે.

III.ચાલો તપાસો કે તમને જે કહેવામાં આવ્યું હતું તે તમે કેવી રીતે સમજ્યા, તમારા મનમાં કયા વિચારો અને પ્રશ્નો ઉભા થયા.

- લેસરોને શા માટે કહેવામાં આવે છે ક્વોન્ટમ સ્ત્રોતો, છેવટે, પરંપરાગત સ્ત્રોતોમાં, કિરણોત્સર્ગ પણ ઉપલા ઉર્જા સ્તરોથી નીચલા સ્તરોમાં ઇલેક્ટ્રોન સંક્રમણના પરિણામે ઉદભવે છે? ( જવાબ આપો. લેસર એ કિરણોત્સર્ગનો એક કૃત્રિમ સ્ત્રોત છે, જેનાં મુખ્ય ગુણધર્મો, તેને કુદરતી સ્ત્રોતોથી અલગ પાડતા, એક રંગીનતા અને કિરણોત્સર્ગની સુસંગતતા છે.)

- લેસરમાં સક્રિય માધ્યમ પરિવર્તન પર પ્રાથમિક તરંગની ઘટનાની કઈ વિશેષતાઓ છે? ( જવાબ આપો. તીવ્રતા.)

- ઉત્તેજિત ઉત્સર્જનની પ્રક્રિયાને વિપરીત નામ આપો. ( જવાબ આપો. ઉત્તેજના પ્રક્રિયા, જે ઇલેક્ટ્રોનના નીચલા ઉર્જા સ્તરોથી ઉપલા સ્તરો સુધીના સંક્રમણને અનુરૂપ છે.)

- લેસરના તત્વોને સ્વ-ઓસીલેટીંગ સિસ્ટમ તરીકે નામ આપો. ( જવાબ આપો. રેઝોનેટર, સક્રિય માધ્યમ.)

- લેસર ડિઝાઇનમાં ઉત્સર્જિત તરંગની મોનોક્રોમેટિટી શું નક્કી કરે છે? ( જવાબ આપો. અરીસાઓ વચ્ચેનું અંતર.)

- ઉત્તેજિત ઉત્સર્જનનું ભૌતિકશાસ્ત્ર શું છે? ( જવાબ આપો. પડઘોની ઘટના.)

IV.પ્રાપ્ત સાહિત્યના આધારે, 3 મિનિટમાં, રૂબી, સેમિકન્ડક્ટર, ગેસ અને રાસાયણિક લેસરોની કામગીરી પર જૂથોમાં અહેવાલો તૈયાર કરો. પ્રસ્તુત કરતી વખતે, યોજનાને વળગી રહો: ત્રણ-સ્તરની સિસ્ટમ્સ મેળવવાની પદ્ધતિ, ઉત્તેજનાની પદ્ધતિ, ઉપકરણની સુવિધાઓ અને એપ્લિકેશનનો અવકાશ. વોટમેન કાગળના ટુકડા પર એક સરળ રેખાકૃતિ દોરો.

વી.તમે સંદેશાઓ સાંભળ્યા છે. નીચેના પ્રશ્નોના જવાબ આપીને તમારી સમજણ તપાસો:

- વિવિધ પ્રકારના લેસરોમાં શું સામ્ય છે? ( જવાબ આપો. વિવિધ પ્રકારની ઉર્જા ઓપ્ટિકલ રેડિયેશન એનર્જીમાં રૂપાંતરિત થાય છે.)

- લેસરના ઓપરેટિંગ મોડ્સને નામ આપો. ઓપરેટિંગ મોડ શું નક્કી કરે છે? ( જવાબ આપો. પલ્સ, સતત; ઉત્તેજનાની પદ્ધતિ અને સક્રિય માધ્યમના પ્રકાર દ્વારા નિર્ધારિત.)

- ક્વોન્ટમ જનરેટર દ્વારા ઉત્સર્જિત તરંગોની શ્રેણીને નામ આપો. તેઓ શું કારણે છે? ( જવાબ આપો. રેડિયો શ્રેણી - મેસર્સ; એક્સ-રે, ઓપ્ટિકલ, ઇન્ફ્રારેડ, લેસરો સહિત.)

- શું રેડિયેશનના એમ્પ્લીફિકેશનની કોઈ મર્યાદા છે? ( જવાબ આપો. હા. નહિંતર, સિસ્ટમ પોતે જ નાશ કરશે. પરંતુ મલ્ટિ-ચેનલ ઇન્સ્ટોલેશનનો ઉપયોગ આ મર્યાદાને મોટા પ્રમાણમાં વિસ્તૃત કરે છે.)

VI.શીટ પર એક નોંધ દેખાય છે: "તમારી બાકીની આંખથી લેસરમાં જોશો નહીં."

લેસરમાં સીધું જોવું યોગ્ય નથી, ઓછી શક્તિવાળા પણ - રેટિના પર પ્રકાશની તીવ્રતા સૌર કિરણની મહત્તમ તીવ્રતા કરતાં 10 4 ગણી વધારે હોઈ શકે છે. જો બીમ આકસ્મિક રીતે આંખોને "સ્મીયર" કરે છે, જે કોઈ અન્ય ઑબ્જેક્ટ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે, તો પછી તમે આંખને ઉલટાવી શકાય તેવું નુકસાન કર્યા વિના માત્ર અસ્થાયી રૂપે અંધ થઈ શકો છો. પણ આ ચરમસીમાઓ વચ્ચેની સીમા શોધવાનો કોઈ અર્થ નથી!

VII. લેસર રેડિયેશનની લાક્ષણિકતાઓનો પ્રાયોગિક અભ્યાસ

1. મોનોક્રોમેટિક- ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશનમાં એક, ચોક્કસ અને સખત રીતે સતત આવર્તન હોય છે. આ એ હકીકતને કારણે છે કે માત્ર તરંગો જે પડઘોની સ્થિતિને સંતોષે છે તે વિસ્તૃત થાય છે. જો કે, અનિશ્ચિતતા ગુણોત્તર ઇ thએ હકીકત તરફ દોરી જાય છે કે ઉત્સાહિત રાજ્યની ઊર્જા સ્તર પર છે mવચ્ચેનો અર્થ હોઈ શકે છે ઇ એમ – ઇઅને ઇ એમ + ઇ, તેથી લેસર દ્વારા ઉત્સર્જિત ફ્રીક્વન્સીઝ , અને દ્વારા અલગ હશે.

જ્યાં ડી= 1 મીમી – સ્ટ્રોક વચ્ચેનું અંતર, +3 અને –3 – ખૂણા કે જેના પર +3જી અને –3જી ઓર્ડરની મેક્સિમા અવલોકન કરવામાં આવે છે, એલ= 1 મીટર પરિવર્તન કર્યા પછી, અમે શોધીએ છીએ:

જ્યાં h+3 અને h–3 – અનુરૂપ મેક્સિમાની ઊંચાઈ. માપન કર્યા h–3 = 10 સેમી અને h+3 = 14 સે.મી. અને તમામ આંકડાકીય મૂલ્યોને બદલીને, આપણને મળે છે: = 730 nm. - લાલ.]

શાળાના બાળકો કેલિપરનો ઉપયોગ કરીને લેસર રેડિયેશનની તરંગલંબાઇ માપવાની તૈયારી કરી રહ્યા છે

તપાસવા માટે, અમે પ્રમાણભૂત વિવર્તન ગ્રેટિંગ સાથે માપન હાથ ધરીશું એન= 600 લીટીઓ/મીમી. બીમને તેના પર કાટખૂણે દિશામાન કરવાથી, અમને મળે છે:

માપ મુજબ, એલ= 1 મીટર, k= ±1, h+1 = 43.5 સેમી = 0.435 મીટર, h-1 = 45 સેમી = 0.45 મીટર પછી:

પરંપરાગત વિવર્તન જાળીનો ઉપયોગ કરીને લેસર રેડિયેશનની તરંગલંબાઇ માપવી

2. સુસંગતતા- ઘણી ઓસીલેટરી અથવા વેવ પ્રક્રિયાઓના સમય અને અવકાશમાં સુસંગતતા, જે એકસાથે ઉમેરવામાં આવે ત્યારે સ્પષ્ટ હસ્તક્ષેપ પેટર્ન મેળવવાનું શક્ય બનાવે છે.

જ્યારે બીમને બે ભાગમાં વહેંચવામાં આવે છે ત્યારે દખલગીરી પેટર્નની રચના માટે ટેમ્પોરલ સુસંગતતા જવાબદાર છે. રેડિયેશનનું સ્પેક્ટ્રમ જેટલું વિશાળ છે, તે ઓછું સુસંગત છે: આમ, મોનોક્રોમેટિટી સુસંગતતા સાથે સંબંધિત છે.

જો આપણે લેસર બીમને સ્ક્રીન અથવા બ્લેક કોપી પેપર પર દિશામાન કરીએ, તો આપણે જોશું કે તે ઇલેક્ટ્રિક ફ્લેશલાઇટના બીમની જેમ એક સમાન સ્થાન નથી, પરંતુ વ્યક્તિગત અનાજની પેટર્ન છે, જાણે કે નૃત્ય કરી રહ્યું હોય. આ રચના કહેવામાં આવે છે - દાણાદાર, અથવા દાણાદાર, અથવા ડાઘ. તે અવકાશી સુસંગત પ્રકાશના સમાંતર બીમ દ્વારા બનાવવામાં આવે છે, જે કાગળની શીટની પાતળી રચના પર વિખરાયેલા હોય છે અને વ્યક્તિગત રફનેસ દ્વારા વિખરાયેલા પ્રકાશની દખલ દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે, જેનાં પરિમાણો પ્રકાશની તરંગલંબાઇ સાથે તુલનાત્મક છે. અવકાશી સુસંગતતાનો અર્થ એ છે કે લેસરના કોઈપણ ભાગ દ્વારા ઉત્સર્જિત પ્રકાશ તરંગોના તબક્કાઓ એકરૂપ થાય છે, જે દખલગીરી પેટર્નની સ્થિરતાને સુનિશ્ચિત કરે છે.

હસ્તક્ષેપ પેટર્નની સ્પષ્ટતા અવકાશી સુસંગતતાના ક્ષેત્રના કદ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. યંગના પ્રયોગની જેમ, બે નાના છિદ્રોમાંથી પસાર થતા કિરણોના દખલને અવલોકન કરીને આને પ્રાયોગિક રીતે ચકાસી શકાય છે. આ કરવા માટે, અમે એકબીજાની ટોચ પર નાના કાન સાથે બે સોય મૂકી અને, જ્યારે લેસર પોઇન્ટરથી પ્રકાશિત થાય છે, ત્યારે સ્પષ્ટ હસ્તક્ષેપ પેટર્ન પ્રાપ્ત થાય છે, જે લેસર બીમની અવકાશી સુસંગતતાનો પુરાવો છે.

3. લો બીમ ડાયવર્જન્સ.નબળા વિચલનને કારણે, લેસર બીમ એક અંતરાય પર એક બિંદુ તરીકે દેખાય છે, ભલે તે ખૂબ અંતરે હોય. ચાલો અનુભવ દ્વારા આ ચકાસીએ. લેસર બીમ, અરીસામાં પ્રતિબિંબિત, સ્ક્રીન પર અથડાય છે.

મુ એલ= 10 મીટર (કેબિનેટ લંબાઈ) અને બીમ વ્યાસ (= 740 એનએમ) જ્યારે પોઇન્ટરમાંથી બહાર નીકળે છે ડીજ્યારે અરીસા પર પડવું ત્યારે બીમનો 3 મીમી વ્યાસ હતો ડી 1 = 6 મીમી અને જ્યારે સ્ક્રીન પર છોડવામાં આવે છે ડી 2 = 8 મીમી. પરિણામ 10 મીટરના અંતરે આશરે 2 મીમીના બીમનું વિચલન હતું.

ખરેખર, સૈદ્ધાંતિક રીતે, વિચલન કોણ a માત્ર બીમના વ્યાસ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે ડીઅને તરંગલંબાઇ:

10 મીટરની લંબાઇ પર, બીમનું કદ 10 મીટર 0.25 10 –3 = 2.5 10 –3 મીટર = 2.5 મીમી સુધી વધવું જોઈએ. ફ્લેશલાઇટનો બીમ નોંધપાત્ર રીતે વધુ અલગ પડે છે.

4. રેડિયેશન પાવર.લેસર એ રેડિયેશનનો સૌથી શક્તિશાળી સ્ત્રોત છે: તેમની શક્તિ 10 14 W/cm 2 સુધી પહોંચે છે, જ્યારે સૂર્યની રેડિયેશન શક્તિ 7 10 3 W/cm 2 છે. સ્પેક્ટ્રલ રેડિયેશન પાવર (તરંગલંબાઇની સાંકડી શ્રેણી = 10 –6 સે.મી.ને આભારી) સૂર્ય માટે 0.2 W/cm 2 છે અને લેસર પોઇન્ટર પર.

ચાલો આપણા ઇન્સ્ટોલેશનનો ઉપયોગ કરીને લેસર પોઇન્ટરની રેડિયેશન પાવરને માપીએ અને તેને ઇલેક્ટ્રિક લેમ્પની રેડિયેશન પાવર સાથે સરખાવીએ.

3.6 V ના વોલ્ટેજ પર લેમ્પ દ્વારા વપરાતો વર્તમાન 0.15 A છે. લેમ્પ પાવર પી 1 = 0.15 A 3.6 V = 0.54 W. અંતરે સ્થિત આ લેમ્પ સાથે ફોટોસેલને ઇરેડિયેટ કરીને ફોટોકરન્ટ મેળવવામાં આવે છે એલ= 10 સે.મી., 25 µA ની રકમ.

લેમ્પની તેજસ્વી કાર્યક્ષમતા (5%) અને ફોટોસેલ (3 સે.મી.) ના વ્યાસને ધ્યાનમાં લેતા, લેમ્પની તેજસ્વી પ્રવાહ શક્તિ માત્ર છે:

સમાન અંતરે સ્થિત લેસર પોઇન્ટરમાંથી ફોટોકરન્ટ એલ= 10 સે.મી., 300 μA ની રકમ.

જો લેસર પોઇન્ટરનું લાઇટ આઉટપુટ 0.6 છે, તો ફોટોક્યુરન્ટ્સનો ગુણોત્તર છે:

તેથી, લેસર પોઇન્ટરની રેડિયેશન પાવર

VIII.આજે વર્ગમાં તમે શીખ્યા ( વિદ્યાર્થીઓ કહે છે): કેવી રીતે અને શા માટે લેસર રેડિયેશન અન્ય સ્ત્રોતોના રેડિયેશનથી અલગ પડે છે; આ રેડિયેશન કેવી રીતે ઉત્પન્ન થાય છે? તકનીકી ઉપકરણોમાં આ ગુણધર્મોનો ઉપયોગ કેવી રીતે થાય છે તે શોધવાનું બાકી છે: મીડિયા તકનીક, તબીબી ઉપકરણો, છબીઓ રેકોર્ડ કરવા અને પુનઃઉત્પાદન કરવાના હોલોગ્રાફિક માધ્યમો, શસ્ત્રો, થર્મોન્યુક્લિયર રિએક્ટર. ઘરમાં દરેક જૂથ એક પ્રશ્ન તૈયાર કરે છે અને સમસ્યાનું નિરાકરણ કરે છે.

સાંકડી બીમમાં, બાયકોન્વેક્સ બીમનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે થાય છે લેન્સ -કોલિમેટર. જો કે, ઉચ્ચ-ગુણવત્તા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવા સાથે બીમ(જે લેન્સ ક્લેમ્પિંગ અખરોટને કડક કરીને સ્વતંત્ર રીતે કરી શકાય છે), નિર્દેશકનો ઉપયોગ હાથ ધરવા માટે કરી શકાય છે પ્રયોગોલેસર બીમ સાથે (ઉદાહરણ તરીકે, દખલગીરીનો અભ્યાસ કરવા માટે). સૌથી સામાન્ય લેસર પોઇન્ટરની શક્તિ 0.1-50 છે mW, 2000 સુધીના વધુ શક્તિશાળી પણ વેચાણ માટે ઉપલબ્ધ છે mW. તેમાંના મોટાભાગનામાં, લેસર ડાયોડ બંધ નથી, તેથી તેમને અત્યંત સાવધાની સાથે ડિસએસેમ્બલ કરવું આવશ્યક છે. સમય જતાં, ઓપન લેસર ડાયોડ "બર્નઆઉટ" થાય છે, જેના કારણે તેની શક્તિ ઘટી જાય છે. સમય જતાં, આવા નિર્દેશક ચાર્જ સ્તરને ધ્યાનમાં લીધા વિના વ્યવહારીક રીતે ચમકવાનું બંધ કરશે બેટરી. ગ્રીન લેસર પોઇન્ટર જટિલ માળખું ધરાવે છે અને તે ડિઝાઇનમાં વાસ્તવિક લેસરોની વધુ યાદ અપાવે છે.

લેસર પોઇન્ટર

લેસર પોઇન્ટરના પ્રકાર

લેસર પોઇન્ટરના પ્રારંભિક મોડલ્સમાં હિલીયમ-નિયોન (HeNe) ગેસ લેસરનો ઉપયોગ થતો હતો અને 633 nm રેન્જમાં ઉત્સર્જિત રેડિયેશન હતું. તેમની પાસે 1 મેગાવોટથી વધુની શક્તિ નથી અને તે ખૂબ ખર્ચાળ હતી. આજકાલ, લેસર પોઇન્ટર સામાન્ય રીતે 650-670 એનએમની તરંગલંબાઇ સાથે ઓછા ખર્ચાળ લાલ ડાયોડનો ઉપયોગ કરે છે. થોડા વધુ ખર્ચાળ પોઈન્ટર્સ λ=635 nm સાથે નારંગી-લાલ ડાયોડનો ઉપયોગ કરે છે, જે તેમને આંખ માટે વધુ તેજસ્વી બનાવે છે, કારણ કે માનવ આંખ λ=670 nm સાથે પ્રકાશ કરતાં λ=635 nm સાથે વધુ સારી રીતે પ્રકાશ જુએ છે. અન્ય રંગોના લેસર પોઇન્ટર પણ બનાવવામાં આવે છે; ઉદાહરણ તરીકે, λ=532 nm સાથેનો લીલો પોઇન્ટર એ λ=635 nm સાથેના લાલનો સારો વિકલ્પ છે, કારણ કે માનવ આંખલાલની સરખામણીમાં લગભગ 6 ગણા વધુ લીલા પ્રકાશ પ્રત્યે સંવેદનશીલ. તાજેતરમાં, λ=593.5 nm સાથે પીળા-નારંગી પોઇન્ટર અને λ=473 nm સાથે વાદળી લેસર પોઇન્ટર લોકપ્રિયતા મેળવી રહ્યાં છે.

લાલ લેસર પોઇન્ટર

લેસર પોઇન્ટરનો સૌથી સામાન્ય પ્રકાર. આ પોઇન્ટર કોલિમેટર સાથે લેસર ડાયોડનો ઉપયોગ કરે છે. પાવર લગભગ એક મિલીવોટથી એક વોટ સુધી બદલાય છે. કી ફોબના ફોર્મ ફેક્ટરમાં લો-પાવર પોઈન્ટર્સ નાની "ટેબ્લેટ" બેટરીઓ દ્વારા સંચાલિત થાય છે અને આજે (એપ્રિલ 2012) લગભગ $1 ની કિંમત છે. કિંમત/પાવર રેશિયોના સંદર્ભમાં શક્તિશાળી રેડ પોઇન્ટર સૌથી સસ્તું છે. આમ, 200 મેગાવોટની શક્તિ સાથે ફોકસેબલ લેસર પોઇન્ટર, જે રેડિયેશનને સારી રીતે શોષી લેતી સામગ્રી (મેચ, ઇલેક્ટ્રીકલ ટેપ, ડાર્ક પ્લાસ્ટિક, વગેરે)ને સળગાવવામાં સક્ષમ છે, તેની કિંમત લગભગ $20-30 છે. તરંગલંબાઇ આશરે 650 એનએમ છે.

દુર્લભ લાલ લેસર પોઇન્ટરનો ઉપયોગ સોલિડ સ્ટેટ લેસરડાયોડ પમ્પિંગ સાથે (ડાયોડ-પમ્પ્ડ સોલિડ-સ્ટેટ, DPSS) અને 671 એનએમની તરંગલંબાઇ પર કાર્ય કરે છે.

લીલા લેસર પોઇન્ટર

ગ્રીન લેસર પોઇન્ટર ઉપકરણ, DPSS પ્રકાર, તરંગલંબાઇ 532nm.

રાત્રિના આકાશને ધ્યાનમાં રાખીને 100mW લેસર પોઇન્ટર બીમ.

ગ્રીન લેસર પોઇન્ટર 2000 માં વેચવાનું શરૂ થયું. ડાયોડ પમ્પ્ડ સોલિડ સ્ટેટ (DPSS) લેસરનો સૌથી સામાન્ય પ્રકાર. લીલા લેસર ડાયોડ ઉત્પન્ન થતા નથી, તેથી અલગ સર્કિટનો ઉપયોગ થાય છે. ઉપકરણ પરંપરાગત લાલ પોઇન્ટર કરતાં વધુ જટિલ છે, અને લીલો પ્રકાશ તેના બદલે બોજારૂપ રીતે મેળવવામાં આવે છે.

શક્તિશાળી પ્રથમ (સામાન્ય રીતે >100 mW) ઇન્ફ્રારેડλ=808 nm સાથેનો લેસર ડાયોડ નિયોડીમિયમ-ડોપેડ યટ્રીયમ ઓર્થોવેનાડેટ ક્રિસ્ટલ (Nd:YVO 4) ને પમ્પ કરે છે, જ્યાં રેડિયેશન 1064 nm માં રૂપાંતરિત થાય છે. પછી, પોટેશિયમ ટાઇટેનાઇલ ફોસ્ફેટ (KTiOPO 4, સંક્ષિપ્તમાં KTP) ના સ્ફટિકમાંથી પસાર થતાં, રેડિયેશન ફ્રીક્વન્સી બમણી થાય છે (1064 nm → 532 nm) અને દૃશ્યમાન લીલો પ્રકાશ પ્રાપ્ત થાય છે. સર્કિટની કાર્યક્ષમતા લગભગ 20% છે, તેમાંથી મોટાભાગના 808 અને 1064 એનએમના સંયોજનને કારણે છે. આઈઆર. 50 mW> શક્તિશાળી પોઈન્ટર્સ પર, અવશેષ IR રેડિયેશન દૂર કરવા અને દ્રષ્ટિને નુકસાન ટાળવા માટે ઇન્ફ્રારેડ ફિલ્ટર (IR ફિલ્ટર) ઇન્સ્ટોલ કરવું આવશ્યક છે. ગ્રીન લેસરોના ઉચ્ચ ઉર્જા વપરાશને પણ ધ્યાનમાં લેવું યોગ્ય છે - મોટાભાગની બે AA/AAA/CR123 બેટરીનો ઉપયોગ કરે છે.

473 એનએમ (પીરોજ રંગ)

આ લેસર પોઈન્ટર્સ 2006 માં દેખાયા હતા અને ગ્રીન લેસર પોઈન્ટર્સ જેવા જ ઓપરેટિંગ સિદ્ધાંત ધરાવે છે. 473 એનએમ પ્રકાશ સામાન્ય રીતે 946 એનએમ લેસર લાઇટની આવર્તન બમણી કરીને ઉત્પન્ન થાય છે. 946 એનએમ મેળવવા માટે, યટ્રીયમ એલ્યુમિનિયમ ક્રિસ્ટલનો ઉપયોગ થાય છે ગ્રેનેડઉમેરણો સાથે નિયોડીમિયમ(Nd:YAG).

445 nm (વાદળી)

આ લેસર પોઇન્ટરમાં, શક્તિશાળી વાદળી લેસર ડાયોડમાંથી પ્રકાશ ઉત્સર્જિત થાય છે. આમાંની મોટાભાગની સૂચનાઓનો સંદર્ભ આપે છે લેસર સંકટ વર્ગ 4અને આંખો અને ત્વચા માટે ખૂબ જ ગંભીર જોખમ ઊભું કરે છે. તેઓએ કંપનીના પ્રકાશનના સંબંધમાં તેમનું સક્રિય વિતરણ શરૂ કર્યું કેસિયોપરંપરાગત લેમ્પને બદલે શક્તિશાળી લેસર ડાયોડનો ઉપયોગ કરતા પ્રોજેક્ટર.

જાંબલી લેસર પોઇન્ટર

જાંબલી પોઇન્ટરમાં પ્રકાશ 405 એનએમની તરંગલંબાઇ સાથે બીમ ઉત્સર્જન કરતા લેસર ડાયોડ દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે. 405 nm ની તરંગલંબાઇ માનવામાં આવેલ શ્રેણીની ધાર પર છે માનવ દ્રષ્ટિઅને તેથી આવા પોઇન્ટરમાંથી લેસર રેડિયેશન મંદ દેખાય છે. જો કે, નિર્દેશક પ્રકાશનું કારણ બને છે ફ્લોરોસેન્સકેટલીક વસ્તુઓ કે જેના પર તે નિર્દેશિત થાય છે, જેની આંખની તેજ લેસરની તેજ કરતા વધારે હોય છે.

પરિચય પછી તરત જ જાંબલી લેસર પોઇન્ટર દેખાયા બ્લુ-રે-ડ્રાઇવ્સ, 405 એનએમ લેસર ડાયોડના મોટા પાયે ઉત્પાદનની શરૂઆતના સંબંધમાં.

પીળા લેસર પોઇન્ટર

યલો લેસર પોઈન્ટર્સ DPSS લેસરનો ઉપયોગ કરે છે જે એકસાથે બે લીટીઓ બહાર કાઢે છે: 1064 nm અને 1342 nm. આ કિરણોત્સર્ગ બિનરેખીય સ્ફટિકમાં પ્રવેશ કરે છે, જે આ બે રેખાઓમાંથી ફોટોનને શોષી લે છે અને 593.5 એનએમ ફોટોનનું ઉત્સર્જન કરે છે (1064 અને 1342 એનએમ ફોટોનની કુલ ઊર્જા 593.5 એનએમ ફોટોનની ઊર્જા જેટલી છે). આવા પીળા લેસરોની કાર્યક્ષમતા લગભગ 1% છે.

લેસર પોઇન્ટરનો ઉપયોગ

સલામતી

જો લેસર રેડિયેશન આંખોના સંપર્કમાં આવે તો તે ખતરનાક છે.

પરંપરાગત લેસર પોઈન્ટર્સ 1-5 mW ની શક્તિ ધરાવે છે અને તે જોખમ વર્ગ 2 - 3A થી સંબંધિત છે અને જો બીમ માનવ આંખમાં લાંબા સમય સુધી અથવા ઓપ્ટિકલ ઉપકરણો દ્વારા નિર્દેશિત કરવામાં આવે તો તે જોખમ ઊભું કરી શકે છે. 50-300 મેગાવોટની શક્તિવાળા લેસર પોઇન્ટરને વર્ગ 3B તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે અને તે ગંભીર નુકસાન પહોંચાડી શકે છે. રેટિનાડાયરેક્ટ લેસર બીમના ટૂંકા ગાળાના સંપર્કમાં, તેમજ સ્પેક્યુલર અથવા વિખરાયેલા પ્રતિબિંબિત સાથે પણ.

શ્રેષ્ઠ રીતે, લેસર પોઇન્ટર માત્ર બળતરા છે. પરંતુ પરિણામ ખતરનાક હશે જો બીમ કોઈની આંખને અથડાશે અથવા ડ્રાઇવર અથવા પાઇલટને લક્ષ્યમાં રાખે છે અને તેમનું ધ્યાન ભટકાવી શકે છે અથવા તેમને અંધ પણ કરી શકે છે. જો આ અકસ્માત તરફ દોરી જાય છે, તો તે ફોજદારી જવાબદારીનો સમાવેશ કરશે.

રશિયા, કેનેડા, યુએસએ અને યુકેમાં લેસર પોઇન્ટરને મર્યાદિત કરવા અથવા પ્રતિબંધિત કરવાની માંગણીઓ વધતી જતી સંખ્યાબંધ "લેસર ઘટનાઓ"નું કારણ બની રહી છે. ન્યૂ સાઉથ વેલ્સમાં પહેલેથી જ લેસર પોઇન્ટર રાખવા માટે દંડ છે, અને "લેસર એટેક" માટે - 14 વર્ષ સુધીની જેલની સજા.

એ પણ ધ્યાનમાં લેવું જરૂરી છે કે મોટાભાગના સસ્તા ચાઇનીઝ લેસર કે જે પંપ સિદ્ધાંત પર કામ કરે છે (એટલે કે, લીલો, પીળો અને નારંગી) અર્થતંત્રના કારણોસર IR ફિલ્ટર ધરાવતું નથી, અને આવા લેસરો વાસ્તવમાં આંખો માટે વધુ જોખમ ઊભું કરે છે. ઉત્પાદકો દ્વારા જણાવ્યું હતું.

નોંધો

લિંક્સ

લેસર પોઈન્ટર સેફ્ટી વેબસાઈટમાં સેફ્ટી ડેટાનો સમાવેશ થાય છે

1. પારદર્શક માધ્યમ દ્વારા મોનોક્રોમેટિક પ્રકાશનો માર્ગ.

2. વસ્તી વ્યુત્ક્રમનું નિર્માણ. પમ્પિંગ પદ્ધતિઓ.

3. લેસર ઓપરેશનનો સિદ્ધાંત. લેસરોના પ્રકાર.

4. લેસર રેડિયેશનની વિશેષતાઓ.

5. દવામાં ઉપયોગમાં લેવાતા લેસર રેડિયેશનની લાક્ષણિકતાઓ.

6. સતત શક્તિશાળી લેસર રેડિયેશનના પ્રભાવ હેઠળ પેશીઓના ગુણધર્મો અને તેના તાપમાનમાં ફેરફાર.

7. દવામાં લેસર રેડિયેશનનો ઉપયોગ.

8. મૂળભૂત ખ્યાલો અને સૂત્રો.

9. કાર્યો.

આપણે જાણીએ છીએ કે પ્રકાશ અલગ એકમોમાં ઉત્સર્જિત થાય છે - ફોટોન, જેમાંથી દરેક અણુ, પરમાણુ અથવા આયનના કિરણોત્સર્ગી સંક્રમણના પરિણામે ઉદ્ભવે છે. કુદરતી પ્રકાશ એ આવા વિશાળ સંખ્યામાં ફોટોનનો સંગ્રહ છે, જે આવર્તન અને તબક્કામાં ભિન્ન હોય છે, રેન્ડમ દિશામાં રેન્ડમ સમયે ઉત્સર્જિત થાય છે. કુદરતી સ્ત્રોતોનો ઉપયોગ કરીને મોનોક્રોમેટિક પ્રકાશના શક્તિશાળી બીમ મેળવવા એ લગભગ અશક્ય કાર્ય છે. તે જ સમયે, આવા બીમની જરૂરિયાત ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ અને ઘણા લાગુ વિજ્ઞાનના નિષ્ણાતો બંને દ્વારા અનુભવવામાં આવી હતી. લેસરની રચનાથી આ સમસ્યાનું નિરાકરણ શક્ય બન્યું.

લેસર- એક ઉપકરણ કે જે માધ્યમના માઇક્રોપાર્ટિકલ્સના ઉત્તેજિત ઉત્સર્જનને કારણે સુસંગત ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક તરંગો ઉત્પન્ન કરે છે જેમાં ઊર્જા સ્તરોમાંથી એકની ઉચ્ચ ડિગ્રી ઉત્તેજના બનાવવામાં આવે છે.

લેસર (લેસર લાઇટ એમ્પ્લીફિકેશન બાય સ્ટિમ્યુલેટેડ ઓફ એમિશન રેડિયેશન) - ઉત્તેજિત રેડિયેશનનો ઉપયોગ કરીને પ્રકાશનું એમ્પ્લીફિકેશન.

લેસર રેડિયેશન (LR) ની તીવ્રતા કુદરતી પ્રકાશ સ્ત્રોતોની તીવ્રતા કરતા અનેક ગણી વધારે છે અને લેસર બીમનું વિચલન એક ચાપ મિનિટ (10 -4 rad) કરતા ઓછું છે.

31.1. પારદર્શક માધ્યમ દ્વારા મોનોક્રોમેટિક પ્રકાશનું પેસેજ

લેક્ચર 27 માં, અમને જાણવા મળ્યું કે દ્રવ્યમાંથી પ્રકાશ પસાર થાય છે તેની સાથે: ફોટોન ઉત્તેજનાતેના કણો અને કૃત્યો ઉત્તેજિત ઉત્સર્જન.ચાલો આ પ્રક્રિયાઓની ગતિશીલતાને ધ્યાનમાં લઈએ. તેને વાતાવરણમાં ફેલાવવા દો મોનોક્રોમેટિકપ્રકાશ, જેની આવર્તન (ν) જમીન સ્તર (E 1) થી ઉત્તેજિત સ્તર (E 2) સુધી આ માધ્યમના કણોના સંક્રમણને અનુરૂપ છે:

ફોટોન જમીનની સ્થિતિમાં કણોને અથડાશે સમાઈ જવુંઅને કણો પોતે જ ઉત્તેજિત સ્થિતિ E 2 માં જશે (જુઓ આકૃતિ 27.4). ઉત્તેજિત કણો પર પ્રહાર કરતા ફોટોન ઉત્તેજિત ઉત્સર્જન શરૂ કરે છે (જુઓ. ફિગ. 27.5). આ કિસ્સામાં, ફોટોન બમણું થાય છે.

થર્મલ સંતુલનની સ્થિતિમાં, ઉત્તેજિત (N 2) અને અનએક્સાઇટેડ (N 1) કણોની સંખ્યા વચ્ચેનો ગુણોત્તર બોલ્ટ્ઝમેન વિતરણનું પાલન કરે છે:

જ્યાં k એ બોલ્ટ્ઝમેનનું સ્થિરાંક છે, T એ સંપૂર્ણ તાપમાન છે.

આ કિસ્સામાં, N 1 > N 2 અને શોષણ બમણા કરતાં વધુ પ્રભુત્વ ધરાવે છે. પરિણામે, ઉભરતા પ્રકાશ I ની તીવ્રતા ઘટના પ્રકાશ I 0 (ફિગ. 31.1) ની તીવ્રતા કરતા ઓછી હશે.

ચોખા. 31.1.એક માધ્યમમાંથી પસાર થતા પ્રકાશનું એટેન્યુએશન જેમાં ઉત્તેજનાની ડિગ્રી 50% કરતા ઓછી હોય છે (N 1 > N 2)

જેમ જેમ પ્રકાશ શોષાય છે, ઉત્તેજનાનું પ્રમાણ વધશે. જ્યારે તે 50% સુધી પહોંચે છે (N 1 = N 2), વચ્ચે શોષણઅને બમણુંસંતુલન સ્થાપિત થશે, કારણ કે ઉત્તેજિત અને ઉત્તેજિત કણોને અથડાતા ફોટોનની સંભાવનાઓ સમાન બની જશે. જો માધ્યમની રોશની અટકી જાય, તો પછી થોડા સમય પછી માધ્યમ બોલ્ટ્ઝમેન વિતરણ (N 1 > N 2) ને અનુરૂપ પ્રારંભિક સ્થિતિમાં પાછું આવશે. ચાલો પ્રારંભિક નિષ્કર્ષ કરીએ:

મોનોક્રોમેટિક પ્રકાશ સાથે પર્યાવરણને પ્રકાશિત કરતી વખતે (31.1) પ્રાપ્ત કરવું અશક્ય છે પર્યાવરણની આવી સ્થિતિ જેમાં ઉત્તેજનાની ડિગ્રી 50% થી વધી જાય છે. તેમ છતાં, ચાલો એક માધ્યમ દ્વારા પ્રકાશના પસાર થવાના પ્રશ્નને ધ્યાનમાં લઈએ જેમાં રાજ્ય N 2 > N 1 અમુક રીતે પ્રાપ્ત થયું છે. આ રાજ્યને સાથેનું રાજ્ય કહેવામાં આવે છે વ્યસ્ત વસ્તી(lat માંથી. વ્યુત્ક્રમ- વળાંક).

વસ્તી વ્યુત્ક્રમ- પર્યાવરણની સ્થિતિ જેમાં ઉપલા સ્તરોમાંથી એક પર કણોની સંખ્યા નીચલા સ્તર કરતાં વધુ હોય છે.

ઊંધી વસ્તીવાળા માધ્યમમાં, ઉત્તેજિત કણ સાથે ફોટોન અથડાવાની સંભાવના અનઉત્તેજિત કણ કરતા વધારે છે. તેથી, બમણી પ્રક્રિયા શોષણ પ્રક્રિયા પર પ્રભુત્વ ધરાવે છે અને લાભ પ્રકાશ (ફિગ. 31.2).

જેમ જેમ પ્રકાશ વસ્તી ઊંધી માધ્યમમાંથી પસાર થાય છે તેમ, ઉત્તેજનાનું પ્રમાણ ઘટશે. જ્યારે તે 50% સુધી પહોંચે છે

ચોખા. 31.2.ઊંધી વસ્તી (N 2 > N 1) સાથે માધ્યમમાંથી પસાર થતા પ્રકાશનું વિસ્તરણ

(N 1 = N 2), વચ્ચે શોષણઅને બમણુંસંતુલન સ્થાપિત થશે અને પ્રકાશ એમ્પ્લીફિકેશન અસર અદૃશ્ય થઈ જશે. જો માધ્યમની રોશની અટકી જાય છે, તો પછી થોડા સમય પછી માધ્યમ બોલ્ટ્ઝમેન વિતરણ (N 1 > N 2) ને અનુરૂપ સ્થિતિમાં પાછું આવશે.

જો આ બધી ઉર્જા રેડિયેટીવ ટ્રાન્ઝિશનમાં રીલીઝ થાય, તો આપણને પ્રચંડ શક્તિનો પ્રકાશ પલ્સ પ્રાપ્ત થશે. સાચું છે, તે હજુ સુધી જરૂરી સુસંગતતા અને દિશાસૂચકતા ધરાવતું નથી, પરંતુ અત્યંત મોનોક્રોમેટિક હશે (hv = E 2 - E 1). આ હજી સુધી લેસર નથી, પરંતુ તે પહેલેથી જ કંઈક નજીક છે.

31.2. વસ્તી વ્યુત્ક્રમની રચના. પમ્પિંગ પદ્ધતિઓ

તો શું વસ્તી વ્યુત્ક્રમ પ્રાપ્ત કરવું શક્ય છે? તે તારણ આપે છે કે તમે ઉપયોગ કરી શકો છો ત્રણનીચેના રૂપરેખાંકન સાથે ઊર્જા સ્તરો (ફિગ. 31.3).

પ્રકાશના શક્તિશાળી ફ્લેશથી પર્યાવરણને પ્રકાશિત થવા દો. ઉત્સર્જન સ્પેક્ટ્રમનો ભાગ મુખ્ય સ્તર E 1 થી વ્યાપક સ્તર E 3 સુધીના સંક્રમણમાં શોષાઈ જશે. ચાલો તે યાદ કરીએ પહોળુંટૂંકા આરામ સમય સાથે ઊર્જા સ્તર છે. તેથી, મોટાભાગના કણો જે ઉત્તેજના સ્તર E 3 માં પ્રવેશે છે તે બિન-રેડિએટીવ રીતે સાંકડા મેટાસ્ટેબલ સ્તર E 2 પર સ્થાનાંતરિત થાય છે, જ્યાં તેઓ એકઠા થાય છે. આ સ્તરની સાંકડીતાને લીધે, ફ્લેશ ફોટોનનો માત્ર એક નાનો અપૂર્ણાંક છે

ચોખા. 31.3.મેટાસ્ટેબલ સ્તરે વસ્તી વ્યુત્ક્રમનું નિર્માણ

ફરજિયાત સંક્રમણ E 2 → E 1 કરવા માટે સક્ષમ. આ વ્યસ્ત વસ્તી બનાવવા માટે શરતો પ્રદાન કરે છે.

વસ્તી વ્યુત્ક્રમ બનાવવાની પ્રક્રિયા કહેવામાં આવે છે પંપ અપ.આધુનિક લેસરો વિવિધ પ્રકારના પંમ્પિંગનો ઉપયોગ કરે છે.

પારદર્શક સક્રિય મીડિયાનું ઓપ્ટિકલ પમ્પિંગ બાહ્ય સ્ત્રોતમાંથી પ્રકાશ પલ્સનો ઉપયોગ કરે છે.

વાયુયુક્ત સક્રિય માધ્યમોના ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જ પમ્પિંગમાં ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જનો ઉપયોગ થાય છે.

સેમિકન્ડક્ટર સક્રિય મીડિયાના ઇન્જેક્શન પમ્પિંગ ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહનો ઉપયોગ કરે છે.

વાયુઓના મિશ્રણમાંથી સક્રિય માધ્યમનું રાસાયણિક પમ્પિંગ મિશ્રણના ઘટકો વચ્ચેની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાની ઊર્જાનો ઉપયોગ કરે છે.

31.3. લેસર ઓપરેશનનો સિદ્ધાંત. લેસરોના પ્રકાર

લેસરનું કાર્યાત્મક રેખાકૃતિ ફિગમાં બતાવવામાં આવ્યું છે. 31.4. કાર્યકારી પ્રવાહી (સક્રિય માધ્યમ) એ એક લાંબી સાંકડી સિલિન્ડર છે, જેનો છેડો બે અરીસાઓથી ઢંકાયેલો છે. અરીસાઓમાંથી એક (1) અર્ધપારદર્શક છે. આવી સિસ્ટમને ઓપ્ટિકલ રેઝોનેટર કહેવામાં આવે છે.

પમ્પિંગ સિસ્ટમ કણોને ગ્રાઉન્ડ લેવલ E 1 થી શોષણ લેવલ E 3 પર ટ્રાન્સફર કરે છે, જ્યાંથી તેઓ બિન-રેડિએટીવ રીતે મેટાસ્ટેબલ સ્તર E 2 પર સ્થાનાંતરિત થાય છે, તેની વસ્તી વ્યુત્ક્રમ બનાવે છે. આ પછી, સ્વયંસ્ફુરિત રેડિયેટિવ સંક્રમણો E 2 → E 1 મોનોક્રોમેટિક ફોટોનના ઉત્સર્જન સાથે શરૂ થાય છે:

ચોખા. 31.4.યોજનાકીય લેસર ઉપકરણ

સ્વયંસ્ફુરિત ઉત્સર્જન ફોટોન, પોલાણની ધરીના ખૂણા પર ઉત્સર્જિત, બાજુની સપાટીથી બહાર નીકળે છે અને ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં ભાગ લેતા નથી. તેમનો પ્રવાહ ઝડપથી સુકાઈ રહ્યો છે.

ફોટોન, જે, સ્વયંસ્ફુરિત ઉત્સર્જન પછી, રેઝોનેટરની ધરી સાથે આગળ વધે છે, અરીસાઓમાંથી પ્રતિબિંબિત થતા, કાર્યકારી પ્રવાહીમાંથી વારંવાર પસાર થાય છે. તે જ સમયે, તેઓ ઉત્તેજિત ઉત્સર્જન શરૂ કરીને, ઉત્તેજિત કણો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. આને કારણે, તે જ દિશામાં આગળ વધતા પ્રેરિત ફોટોનમાં "હિમપ્રપાત જેવો" વધારો થાય છે. અર્ધપારદર્શક અરીસામાંથી ફોટોનનો ગુણાકાર એમ્પ્લીફાઇડ સ્ટ્રીમ બહાર નીકળે છે, જે લગભગ સમાંતર સુસંગત કિરણોનો શક્તિશાળી બીમ બનાવે છે. હકીકતમાં, લેસર રેડિયેશન ઉત્પન્ન થાય છે પ્રથમએક સ્વયંસ્ફુરિત ફોટોન જે રેઝોનેટરની ધરી સાથે ફરે છે. આ રેડિયેશનની સુસંગતતાને સુનિશ્ચિત કરે છે.

આમ, લેસર પંપ સ્ત્રોતની ઊર્જાને મોનોક્રોમેટિક સુસંગત પ્રકાશની ઊર્જામાં રૂપાંતરિત કરે છે. આવા પરિવર્તનની કાર્યક્ષમતા, એટલે કે. કાર્યક્ષમતા લેસરના પ્રકાર પર આધારિત છે અને ટકાના અપૂર્ણાંકથી માંડીને દસ ટકા સુધીની રેન્જ ધરાવે છે. મોટાભાગના લેસરોની કાર્યક્ષમતા 0.1-1% છે.

લેસરોના પ્રકાર

બનાવેલ પ્રથમ લેસર (1960)એ રૂબીનો ઉપયોગ કાર્યકારી પ્રવાહી અને ઓપ્ટિકલ પમ્પિંગ સિસ્ટમ તરીકે કર્યો હતો. રૂબી એ સ્ફટિકીય એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડ A1 2 O 3 છે જેમાં લગભગ 0.05% ક્રોમિયમ અણુઓ છે (તે ક્રોમિયમ છે જે રૂબીને તેનો ગુલાબી રંગ આપે છે). ક્રિસ્ટલ જાળીમાં એમ્બેડેડ ક્રોમિયમ પરમાણુ સક્રિય માધ્યમ છે

ફિગમાં બતાવેલ ઊર્જા સ્તરોની ગોઠવણી સાથે. 31.3. રૂબી લેસર રેડિયેશનની તરંગલંબાઇ છે λ = 694.3 એનએમ. પછી અન્ય સક્રિય માધ્યમોનો ઉપયોગ કરીને લેસરો દેખાયા.

કાર્યકારી પ્રવાહીના પ્રકાર પર આધાર રાખીને, લેસરોને ગેસ, સોલિડ-સ્ટેટ, લિક્વિડ અને સેમિકન્ડક્ટરમાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. સોલિડ-સ્ટેટ લેસરોમાં, સક્રિય તત્વ સામાન્ય રીતે સિલિન્ડરના સ્વરૂપમાં બનાવવામાં આવે છે, જેની લંબાઈ તેના વ્યાસ કરતા ઘણી વધારે હોય છે. ગેસ અને પ્રવાહી સક્રિય મીડિયાને નળાકાર ક્યુવેટમાં મૂકવામાં આવે છે.

પમ્પિંગ પદ્ધતિના આધારે, લેસર રેડિયેશનની સતત અને સ્પંદનીય પેઢી મેળવી શકાય છે. સતત પમ્પિંગ સિસ્ટમ સાથે, બાહ્ય ઉર્જા સ્ત્રોતને કારણે વસ્તી વ્યુત્ક્રમ લાંબા સમય સુધી જાળવવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, વાયુયુક્ત વાતાવરણમાં ઇલેક્ટ્રિક ડિસ્ચાર્જ દ્વારા સતત ઉત્તેજના. સ્પંદનીય પમ્પિંગ સિસ્ટમ સાથે, વસ્તી વ્યુત્ક્રમ સ્પંદિત સ્થિતિમાં બનાવવામાં આવે છે. 10 -3 થી પલ્સ પુનરાવર્તન આવર્તન

Hz 10 3 Hz સુધી.

31.4. લેસર રેડિયેશનની વિશેષતાઓ

તેના ગુણધર્મોમાં લેસર રેડિયેશન પરંપરાગત પ્રકાશ સ્ત્રોતોના કિરણોત્સર્ગથી નોંધપાત્ર રીતે અલગ છે. ચાલો તેની લાક્ષણિકતાઓની નોંધ લઈએ.

1. સુસંગતતા.રેડિયેશન છે અત્યંત સુસંગત,જે ઉત્તેજિત ઉત્સર્જનના ગુણધર્મોને કારણે છે. આ કિસ્સામાં, માત્ર ટેમ્પોરલ જ નહીં, પણ અવકાશી સુસંગતતા પણ થાય છે: પ્રસારની દિશામાં લંબરૂપ વિમાનના બે બિંદુઓ પર તબક્કાનો તફાવત સતત રહે છે (ફિગ. 31.5, a).

2. કોલિમેશન.લેસર રેડિયેશન છે સંકલિતતે બીમના તમામ કિરણો લગભગ એકબીજાને સમાંતર હોય છે (ફિગ. 31.5, b). મોટા અંતર પર, લેસર બીમ વ્યાસમાં માત્ર સહેજ વધે છે. વિચલન કોણ થી φ નાનું છે, તો લેસર બીમની તીવ્રતા અંતર સાથે સહેજ ઘટે છે. આ સિગ્નલોને તેમની તીવ્રતાના ઓછા એટેન્યુએશન સાથે વિશાળ અંતર પર પ્રસારિત કરવાની મંજૂરી આપે છે.

3. મોનોક્રોમેટિક.લેસર રેડિયેશન છે અત્યંત મોનોક્રોમેટિક,તે લગભગ સમાન આવર્તનના તરંગો ધરાવે છે (સ્પેક્ટ્રલ રેખાની પહોળાઈ છે Δλ ≈0.01 એનએમ). ચાલુ

આકૃતિ 31.5c લેસર બીમની લાઇનવિડ્થ અને સામાન્ય પ્રકાશના બીમની યોજનાકીય સરખામણી દર્શાવે છે.

ચોખા. 31.5.સુસંગતતા (a), કોલિમેશન (b), લેસર રેડિયેશનની મોનોક્રોમેટિટી (c)

લેસરોના આગમન પહેલા, ઉપકરણો - મોનોક્રોમેટર્સનો ઉપયોગ કરીને ચોક્કસ ડિગ્રી મોનોક્રોમેટિકતા સાથે રેડિયેશન મેળવી શકાતું હતું, જે સતત સ્પેક્ટ્રમથી સાંકડી સ્પેક્ટ્રલ અંતરાલ (સાંકડી તરંગલંબાઇ બેન્ડ્સ) ને અલગ પાડે છે, પરંતુ આવા બેન્ડ્સમાં પ્રકાશ શક્તિ ઓછી હોય છે.

4. ઉચ્ચ શક્તિ.લેસરનો ઉપયોગ કરીને, ખૂબ ઊંચી મોનોક્રોમેટિક રેડિયેશન પાવર પ્રદાન કરવું શક્ય છે - સતત મોડમાં 10 5 W સુધી. સ્પંદનીય લેસરોની શક્તિ અનેક ક્રમની તીવ્રતાથી વધુ છે. આમ, નિયોડીમિયમ લેસર ઊર્જા E = 75 J સાથે પલ્સ જનરેટ કરે છે, જેનો સમયગાળો t = 3x10 -12 s છે. પલ્સમાં પાવર P = E/t = 2.5x10 13 W ની બરાબર છે (સરખામણી માટે: હાઇડ્રોઇલેક્ટ્રિક પાવર સ્ટેશનની શક્તિ P ~ 10 9 W છે).

5. ઉચ્ચ તીવ્રતા.સ્પંદિત લેસરોમાં, લેસર રેડિયેશનની તીવ્રતા ખૂબ ઊંચી હોય છે અને I = 10 14 -10 16 W/cm 2 (cf. પૃથ્વીની સપાટીની નજીક સૂર્યપ્રકાશની તીવ્રતા I = 0.1 W/cm 2) સુધી પહોંચી શકે છે.

6. ઉચ્ચ તેજ.દૃશ્યમાન શ્રેણીમાં કાર્યરત લેસરો માટે, તેજલેસર રેડિયેશન (પ્રકાશની તીવ્રતા પ્રતિ યુનિટ સપાટી) ખૂબ વધારે છે. સૌથી નબળા લેસરોમાં પણ 10 15 cd/m 2 ની તેજ હોય છે (સરખામણી માટે: સૂર્યની તેજ L~ 10 9 cd/m 2 છે).

7. દબાણ.જ્યારે લેસર બીમ શરીરની સપાટી પર પડે છે, ત્યારે તે બનાવે છે દબાણ(ડી).

8. સપાટી પર લંબરૂપ લેસર રેડિયેશન ઘટનાના સંપૂર્ણ શોષણ સાથે, દબાણ D = I/c બનાવવામાં આવે છે, જ્યાં I રેડિયેશનની તીવ્રતા છે, c એ શૂન્યાવકાશમાં પ્રકાશની ગતિ છે. કુલ પ્રતિબિંબ સાથે, દબાણ બમણું વધારે છે. તીવ્રતા માટે I = 10 14 W/cm 2 = 10 18 W/m 2 ; D = 3.3x10 9 Pa = 33,000 atm.ધ્રુવીકરણ. લેસર રેડિયેશન સંપૂર્ણપણે છે

ધ્રુવીકરણ

31.5. દવામાં ઉપયોગમાં લેવાતા લેસર રેડિયેશનની લાક્ષણિકતાઓ

રેડિયેશન તરંગલંબાઇ

મેડિકલ લેસરોની રેડિયેશન તરંગલંબાઇ (λ) 0.2 -10 µmની રેન્જમાં હોય છે, એટલે કે. અલ્ટ્રાવાયોલેટથી દૂર ઇન્ફ્રારેડ પ્રદેશ સુધી.

રેડિયેશન પાવર

તબીબી લેસરોની રેડિયેશન પાવર (P) વ્યાપક મર્યાદામાં બદલાય છે, જે એપ્લિકેશનના હેતુઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. સતત પંમ્પિંગ સાથે લેસરો માટે, P = 0.01-100 W. પલ્સ્ડ લેસરો પલ્સ પાવર P અને પલ્સ અવધિ τ અને દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે

સર્જિકલ લેસરો માટે P અને = 10 3 -10 8 W, અને પલ્સ સમયગાળો t અને = 10 -9 -10 -3 s.

રેડિયેશન પલ્સમાં ઊર્જા

લેસર રેડિયેશન (E અને) ના એક પલ્સની ઊર્જા E અને = P અને -t અને જ્યાં t અને રેડિયેશન પલ્સનો સમયગાળો છે (સામાન્ય રીતે t અને = 10 -9 -10 -3 s) સંબંધ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. . સર્જિકલ લેસરો માટે E અને = 0.1-10 J.

પલ્સ પુનરાવર્તન દર

સ્પંદિત લેસરોની આ લાક્ષણિકતા (f) લેસર દ્વારા 1 સેકન્ડમાં ઉત્પન્ન થયેલ રેડિયેશન કઠોળની સંખ્યા દર્શાવે છે. રોગનિવારક લેસરો f = 10-3,000 Hz માટે, સર્જીકલ લેસર f = 1-100 Hz માટે.

સરેરાશ રેડિયેશન પાવર

પલ્સ-પીરિયોડિક લેસરોની આ લાક્ષણિકતા (P avg) દર્શાવે છે કે લેસર 1 સેકન્ડમાં કેટલી ઊર્જા ઉત્સર્જન કરે છે અને તે નીચેના સંબંધ દ્વારા નક્કી થાય છે:

તીવ્રતા (શક્તિ ઘનતા) આ લાક્ષણિકતા (I) ને બીમના ક્રોસ-વિભાગીય વિસ્તાર સાથે લેસર રેડિયેશન પાવરના ગુણોત્તર તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. સતત લેસર માટે I = P/S. સ્પંદિત લેસરોના કિસ્સામાં ત્યાં છેપલ્સ તીવ્રતા

I અને = P અને /S અને સરેરાશ તીવ્રતા I av = P av /S.

સર્જિકલ લેસરોની તીવ્રતા અને તેમના કિરણોત્સર્ગ દ્વારા બનાવેલા દબાણમાં નીચેના મૂલ્યો છે:

સતત લેસર માટે I ~ 10 3 W/cm 2, D = 0.033 Pa;

સ્પંદિત લેસર I અને ~ 10 5 -10 11 W/cm 2, D = 3.3 - 3.3x10 6 Pa માટે.

પલ્સ ઊર્જા ઘનતા

પરિમાણ W ને 1 પલ્સ દીઠ રેડિયેશન ડોઝ D તરીકે ગણી શકાય.

31.6. સતત શક્તિશાળી લેસર રેડિયેશનના પ્રભાવ હેઠળ પેશીઓના ગુણધર્મો અને તેના તાપમાનમાં ફેરફાર

તાપમાન અને ફેબ્રિક ગુણધર્મોમાં ફેરફાર

સતત લેસર રેડિયેશનના પ્રભાવ હેઠળ

જૈવિક પેશીઓ દ્વારા ઉચ્ચ-શક્તિ લેસર રેડિયેશનનું શોષણ ગરમીના પ્રકાશન સાથે છે. પ્રકાશિત ગરમીની ગણતરી કરવા માટે, વિશિષ્ટ મૂલ્યનો ઉપયોગ થાય છે - વોલ્યુમેટ્રિક ગરમી ઘનતા(q).

ગરમીનું પ્રકાશન તાપમાનમાં વધારા સાથે થાય છે અને નીચેની પ્રક્રિયાઓ પેશીઓમાં થાય છે:

40-60 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર, એન્ઝાઇમ સક્રિયકરણ, એડીમા રચના, ફેરફારો અને, ક્રિયાના સમયના આધારે, કોષ મૃત્યુ, પ્રોટીન વિકૃતિકરણ, કોગ્યુલેશન અને નેક્રોસિસની શરૂઆત થાય છે;

60-80 ° સે પર - કોલેજનનું વિકૃતિકરણ, પટલની ખામી; 100 ડિગ્રી સેલ્સિયસ પર - નિર્જલીકરણ, પેશીના પાણીનું બાષ્પીભવન; 150 °C થી વધુ - ચારિંગ;

300 °C થી વધુ - ફેબ્રિકનું બાષ્પીભવન, ગેસની રચના. આ પ્રક્રિયાઓની ગતિશીલતા ફિગમાં બતાવવામાં આવી છે. 31.6.

ચોખા. 31.6.સતત લેસર રેડિયેશનના પ્રભાવ હેઠળ પેશીઓના તાપમાનમાં ફેરફારની ગતિશીલતા

1 તબક્કોપ્રથમ, પેશીઓનું તાપમાન 37 થી 100 ° સે સુધી વધે છે. આ તાપમાન શ્રેણીમાં, ફેબ્રિકના થર્મોડાયનેમિક ગુણધર્મો વ્યવહારીક રીતે યથાવત રહે છે, અને તાપમાન સમય સાથે રેખીય રીતે વધે છે (α = const અને I = const).

2 તબક્કો 100 °C ના તાપમાને, પેશીના પાણીનું બાષ્પીભવન શરૂ થાય છે, અને આ પ્રક્રિયાના અંત સુધી તાપમાન સ્થિર રહે છે.

3 તબક્કોપાણીના બાષ્પીભવન પછી, તાપમાન ફરીથી વધવાનું શરૂ કરે છે, પરંતુ વિભાગ 1 કરતાં વધુ ધીમેથી, કારણ કે નિર્જલીકૃત પેશી સામાન્ય કરતાં ઓછી ઊર્જાને શોષી લે છે.

4 તબક્કોતાપમાન T ≈ 150 °C સુધી પહોંચવા પર, સળગાવવાની પ્રક્રિયા અને પરિણામે, જૈવિક પેશીના "કાળા પડવા" શરૂ થાય છે. આ કિસ્સામાં, શોષણ ગુણાંક α વધે છે. તેથી, તાપમાનમાં બિનરેખીય વધારો, સમય સાથે વેગ મળે છે, જોવા મળે છે.

5 તબક્કોજ્યારે તાપમાન T ≈ 300 °C સુધી પહોંચી જાય છે, ત્યારે નિર્જલીકૃત સળગેલી જૈવિક પેશીઓના બાષ્પીભવનની પ્રક્રિયા શરૂ થાય છે અને તાપમાનમાં વધારો ફરી અટકે છે. તે આ ક્ષણે છે કે લેસર બીમ પેશીઓને કાપે છે (દૂર કરે છે), એટલે કે. એક શસ્ત્રવૈધની નાની છરી બની જાય છે.

તાપમાનમાં વધારો કરવાની ડિગ્રી પેશીઓની ઊંડાઈ (ફિગ. 31.7) પર આધારિત છે.

ચોખા. 31.7.વિવિધ ઊંડાણો પર ઇરેડિયેટેડ પેશીઓમાં થતી પ્રક્રિયાઓ: એ- સપાટીના સ્તરમાં ફેબ્રિક કેટલાક સો ડિગ્રી સુધી ગરમ થાય છે અને બાષ્પીભવન થાય છે; b- ટોચના સ્તર દ્વારા નબળી પડી ગયેલી રેડિયેશન શક્તિ પેશીઓને બાષ્પીભવન કરવા માટે અપૂરતી છે. ટીશ્યુ કોગ્યુલેશન થાય છે (ક્યારેક ચારિંગ સાથે - એક જાડી કાળી રેખા); વી- ઝોનમાંથી હીટ ટ્રાન્સફરને કારણે ટીશ્યુ હીટિંગ થાય છે (b)

વ્યક્તિગત ઝોનની હદ બંને લેસર રેડિયેશનની લાક્ષણિકતાઓ અને પેશીઓના ગુણધર્મો (મુખ્યત્વે શોષણ અને થર્મલ વાહકતા ગુણાંક) દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

લેસર રેડિયેશનના શક્તિશાળી કેન્દ્રિત બીમના સંપર્કમાં આંચકા તરંગોના દેખાવ સાથે છે, જે નજીકના પેશીઓને યાંત્રિક નુકસાન પહોંચાડી શકે છે.

શક્તિશાળી સ્પંદનીય લેસર રેડિયેશનના પ્રભાવ હેઠળ પેશીઓનું વિસર્જન

જ્યારે પેશીઓ ઊંચી ઉર્જા ઘનતા સાથે લેસર કિરણોત્સર્ગના ટૂંકા કઠોળના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે જૈવિક પેશીઓના વિચ્છેદન અને દૂર કરવાની બીજી પદ્ધતિ સમજાય છે. આ કિસ્સામાં, ટીશ્યુ પ્રવાહીનું ખૂબ જ ઝડપથી ગરમ થવાથી તાપમાન T > T બોઇલ થાય છે. આ કિસ્સામાં, પેશી પ્રવાહી પોતાને મેટાસ્ટેબલ ઓવરહિટેડ સ્થિતિમાં શોધે છે. પછી ટીશ્યુ પ્રવાહીનું "વિસ્ફોટક" ઉકળતા થાય છે, જે ચાર્જ કર્યા વિના પેશીઓને દૂર કરવા સાથે છે. આ ઘટના કહેવામાં આવે છે વિસર્જનએબ્લેશનની સાથે યાંત્રિક આંચકા તરંગો ઉત્પન્ન થાય છે જે લેસર ઇરેડિયેશન ઝોનની નજીકમાં પેશીઓને યાંત્રિક નુકસાન પહોંચાડી શકે છે. સ્પંદિત લેસર રેડિયેશનના પરિમાણો પસંદ કરતી વખતે આ હકીકત ધ્યાનમાં લેવી આવશ્યક છે, ઉદાહરણ તરીકે, જ્યારે ત્વચાને પીસતી વખતે, દાંતને શારકામ કરતી વખતે અથવા દ્રશ્ય ઉગ્રતાના લેસર સુધારણા.

31.7. દવામાં લેસર રેડિયેશનનો ઉપયોગ

જૈવિક પદાર્થો સાથે લેસર રેડિયેશન (LR) ની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાને દર્શાવતી પ્રક્રિયાઓને 3 જૂથોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે:

બિન-ખલેલકારક પ્રભાવ(જૈવિક પદાર્થ પર ધ્યાનપાત્ર અસર ન હોવી);

ફોટોકેમિકલ ક્રિયા(લેસર દ્વારા ઉત્તેજિત થયેલ કણ ક્યાં તો પોતે અનુરૂપ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે, અથવા રાસાયણિક પ્રતિક્રિયામાં ભાગ લેતા અન્ય કણમાં તેના ઉત્તેજનાને સ્થાનાંતરિત કરે છે);

ફોટો ડિસ્ટ્રક્શન(ગરમી અથવા આંચકાના તરંગોના પ્રકાશનને કારણે).

લેસર ડાયગ્નોસ્ટિક્સ

લેસર ડાયગ્નોસ્ટિક્સનો ઉપયોગ કરીને જૈવિક પદાર્થ પર બિન-ચેપકારી અસર છે સુસંગતતાલેસર રેડિયેશન. ચાલો મુખ્ય ડાયગ્નોસ્ટિક પદ્ધતિઓની સૂચિ બનાવીએ.

ઇન્ટરફેરોમેટ્રી.જ્યારે લેસર કિરણોત્સર્ગ ખરબચડી સપાટી પરથી પ્રતિબિંબિત થાય છે, ત્યારે ગૌણ તરંગો ઉત્પન્ન થાય છે જે એકબીજા સાથે દખલ કરે છે. પરિણામે, શ્યામ અને પ્રકાશ ફોલ્લીઓ (સ્પેકલ્સ) નું ચિત્ર રચાય છે, જેનું સ્થાન જૈવિક પદાર્થની સપાટી (સ્પેકલ ઇન્ટરફેરોમેટ્રી પદ્ધતિ) વિશે માહિતી પ્રદાન કરે છે.

હોલોગ્રાફી.લેસર રેડિયેશનનો ઉપયોગ કરીને, ઑબ્જેક્ટની 3-પરિમાણીય છબી પ્રાપ્ત થાય છે. દવામાં, આ પદ્ધતિ તમને પેટ, આંખો વગેરેની આંતરિક પોલાણની ત્રિ-પરિમાણીય છબીઓ મેળવવાની મંજૂરી આપે છે.

પ્રકાશનું સ્કેટરિંગ.જ્યારે અત્યંત નિર્દેશિત લેસર બીમ પારદર્શક પદાર્થમાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે પ્રકાશ વેરવિખેર થાય છે. છૂટાછવાયા પ્રકાશની તીવ્રતા (નેફેલોમેટ્રી પદ્ધતિ) ની કોણીય અવલંબનની નોંધણી તમને માધ્યમના કણોનું કદ (0.02 થી 300 μm સુધી) અને તેમના વિરૂપતાની ડિગ્રી નક્કી કરવાની મંજૂરી આપે છે.

જ્યારે વેરવિખેર થાય છે, ત્યારે પ્રકાશનું ધ્રુવીકરણ બદલાઈ શકે છે, જેનો ઉપયોગ ડાયગ્નોસ્ટિક્સ (ધ્રુવીકરણ નેફેલોમેટ્રી પદ્ધતિ) માં પણ થાય છે.

ડોપ્લર અસર.આ પદ્ધતિ એલઆરની ડોપ્લર ફ્રીક્વન્સી શિફ્ટને માપવા પર આધારિત છે, જે ત્યારે થાય છે જ્યારે પ્રકાશ ધીમે ધીમે ફરતા કણો (એનોમેટ્રી પદ્ધતિ)માંથી પણ પ્રતિબિંબિત થાય છે. આ રીતે, વાહિનીઓમાં લોહીના પ્રવાહની ગતિ, બેક્ટેરિયાની ગતિશીલતા વગેરે માપવામાં આવે છે.

Quasielastic સ્કેટરિંગ.આવા સ્કેટરિંગ સાથે, પ્રોબિંગ LR ની તરંગલંબાઇમાં થોડો ફેરફાર થાય છે. તેનું કારણ માપન પ્રક્રિયા દરમિયાન સ્કેટરિંગ પ્રોપર્ટીઝ (રૂપરેખાંકન, કણોની રચના) માં ફેરફાર છે. સ્કેટરિંગ સપાટીના પરિમાણોમાં કામચલાઉ ફેરફારો સપ્લાય રેડિયેશનના સ્પેક્ટ્રમની તુલનામાં સ્કેટરિંગ સ્પેક્ટ્રમમાં ફેરફારમાં પોતાને પ્રગટ કરે છે (સ્કેટરિંગ સ્પેક્ટ્રમ કાં તો વિસ્તૃત થાય છે અથવા તેમાં વધારાની મેક્સિમા દેખાય છે). આ પદ્ધતિ તમને સ્કેટરર્સની બદલાતી લાક્ષણિકતાઓ વિશે માહિતી મેળવવા માટે પરવાનગી આપે છે: પ્રસાર ગુણાંક, નિર્દેશિત પરિવહનની ગતિ, કદ. આ રીતે પ્રોટીન મેક્રોમોલેક્યુલ્સનું નિદાન થાય છે.

લેસર માસ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી.આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ પદાર્થની રાસાયણિક રચનાનો અભ્યાસ કરવા માટે થાય છે. લેસર રેડિયેશનના શક્તિશાળી બીમ જૈવિક પદાર્થની સપાટી પરથી બાષ્પીભવન કરે છે. વરાળને સામૂહિક સ્પેક્ટ્રલ વિશ્લેષણને આધિન કરવામાં આવે છે, જેના પરિણામો પદાર્થની રચના નક્કી કરે છે.

લેસર રક્ત પરીક્ષણ.લેસર બીમ સાંકડી ક્વાર્ટઝ રુધિરકેશિકામાંથી પસાર થાય છે, જેના દ્વારા ખાસ સારવાર કરાયેલ લોહી પમ્પ કરવામાં આવે છે અને તેના કોષો ફ્લોરોસેસનું કારણ બને છે. ફ્લોરોસન્ટ લાઇટ પછી સંવેદનશીલ સેન્સર દ્વારા શોધી કાઢવામાં આવે છે. આ ગ્લો લેસર બીમના ક્રોસ સેક્શનમાંથી વ્યક્તિગત રીતે પસાર થતા દરેક પ્રકારના સેલ માટે વિશિષ્ટ છે. રક્તના આપેલ વોલ્યુમમાં કોષોની કુલ સંખ્યાની ગણતરી કરવામાં આવે છે. દરેક કોષ પ્રકાર માટે ચોક્કસ જથ્થાત્મક સૂચકાંકો નક્કી કરવામાં આવે છે.

ફોટો ડિસ્ટ્રક્શન પદ્ધતિ.તેનો ઉપયોગ સપાટીનો અભ્યાસ કરવા માટે થાય છે રચનાપદાર્થ

શક્તિશાળી LR બીમ પદાર્થને બાષ્પીભવન કરીને અને આ વરાળના અનુગામી માસ સ્પેક્ટ્રલ વિશ્લેષણ દ્વારા જૈવિક પદાર્થોની સપાટી પરથી માઇક્રો સેમ્પલ લેવાનું શક્ય બનાવે છે.

ઓછી-તીવ્રતાવાળા લેસરોનો ઉપયોગ ઉપચારમાં થાય છે (તીવ્રતા 0.1-10 W/cm2).

ઓછી-તીવ્રતાવાળા કિરણોત્સર્ગ ઇરેડિયેશન દરમિયાન સીધા જ પેશીઓ પર નોંધપાત્ર વિનાશક અસરનું કારણ નથી. સ્પેક્ટ્રમના દૃશ્યમાન અને અલ્ટ્રાવાયોલેટ પ્રદેશોમાં, ઇરેડિયેશન અસરો ફોટોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા થાય છે અને પરંપરાગત અસંગત સ્ત્રોતોમાંથી પ્રાપ્ત મોનોક્રોમેટિક પ્રકાશને કારણે થતી અસરોથી અલગ નથી. આ કિસ્સાઓમાં, લેસરો ફક્ત અનુકૂળ મોનોક્રોમેટિક પ્રકાશ સ્રોતો છે જે પ્રદાન કરે છેચોખા. 31.8.

રક્તના ઇન્ટ્રાવાસ્ક્યુલર ઇરેડિયેશન માટે લેસર સ્ત્રોતનો ઉપયોગ કરવાની યોજના

ચોક્કસ સ્થાનિકીકરણ અને એક્સપોઝરની માત્રા પૂરી પાડે છે. ફિગમાં ઉદાહરણ તરીકે. આકૃતિ 31.8 હૃદયની નિષ્ફળતાવાળા દર્દીઓમાં રક્તના ઇન્ટ્રાવાસ્ક્યુલર ઇરેડિયેશન માટે લેસર રેડિયેશન સ્ત્રોતના ઉપયોગનો આકૃતિ દર્શાવે છે.

સૌથી સામાન્ય લેસર ઉપચાર પદ્ધતિઓ નીચે સૂચિબદ્ધ છે.લાલ પ્રકાશ ઉપચાર.

632.8 nm ની તરંગલંબાઇ સાથે He-Ne લેસર રેડિયેશનનો ઉપયોગ ઘા, અલ્સર અને કોરોનરી હૃદય રોગની સારવાર માટે બળતરા વિરોધી હેતુઓ માટે થાય છે. રોગનિવારક અસર કોષની પ્રસારિત પ્રવૃત્તિ પર આ તરંગલંબાઇના પ્રકાશના પ્રભાવ સાથે સંકળાયેલ છે. પ્રકાશ સેલ્યુલર મેટાબોલિઝમના નિયમનકાર તરીકે કામ કરે છે.વાદળી પ્રકાશ ઉપચાર.

દૃશ્યમાન પ્રકાશના વાદળી પ્રદેશમાં તરંગલંબાઇ સાથે લેસર રેડિયેશનનો ઉપયોગ થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, નવજાત શિશુમાં કમળોની સારવાર માટે. આ રોગ શરીરમાં બિલીરૂબિનની સાંદ્રતામાં તીવ્ર વધારોનું પરિણામ છે, જે વાદળી પ્રદેશમાં મહત્તમ શોષણ ધરાવે છે. જો બાળકોને આ શ્રેણીના લેસર કિરણોત્સર્ગથી ઇરેડિયેશન કરવામાં આવે છે, તો બિલીરૂબિન તૂટી જાય છે, જે પાણીમાં દ્રાવ્ય ઉત્પાદનો બનાવે છે.લેસર ફિઝીયોથેરાપી -

ઇલેક્ટ્રોફિઝિયોથેરાપીની વિવિધ પદ્ધતિઓ સાથે સંયોજનમાં લેસર રેડિયેશનનો ઉપયોગ. કેટલાક લેસરોમાં લેસર રેડિયેશન અને ચુંબકીય ક્ષેત્ર - ચુંબકીય લેસર થેરાપીની સંયુક્ત ક્રિયા માટે ચુંબકીય જોડાણ હોય છે. આમાં "મિલ્ટા" ચુંબકીય-ઇન્ફ્રારેડ લેસર ઉપચારાત્મક ઉપકરણનો સમાવેશ થાય છે.

લેસર થેરાપીની અસરકારકતા વધે છે જ્યારે અગાઉ ઇરેડિયેટેડ વિસ્તાર (લેસર ફોરેસીસ) પર લાગુ ઔષધીય પદાર્થો સાથે જોડવામાં આવે છે.ગાંઠોની ફોટોડાયનેમિક ઉપચાર.

દૃશ્યમાન પ્રકાશ સાથે અનુગામી ઇરેડિયેશન. પીડીટી દરમિયાન ગાંઠોનો વિનાશ ત્રણ અસરો પર આધારિત છે: 1) ગાંઠ કોષોનો સીધો ફોટોકેમિકલ વિનાશ; 2) ગાંઠની રક્ત વાહિનીઓને નુકસાન, ઇસ્કેમિયા અને ગાંઠના મૃત્યુ તરફ દોરી જાય છે; 3) દાહક પ્રતિક્રિયાની ઘટના જે શરીરના પેશીઓના એન્ટિટ્યુમર રોગપ્રતિકારક સંરક્ષણને ગતિશીલ બનાવે છે.

ફોટોસેન્સિટાઇઝર્સ ધરાવતી ગાંઠોને ઇરેડિયેટ કરવા માટે, 600-850 એનએમની તરંગલંબાઇ સાથે લેસર રેડિયેશનનો ઉપયોગ થાય છે. સ્પેક્ટ્રમના આ પ્રદેશમાં, જૈવિક પેશીઓમાં પ્રકાશના પ્રવેશની ઊંડાઈ મહત્તમ છે.

ફોટોડાયનેમિક થેરાપીનો ઉપયોગ ત્વચા અને આંતરિક અવયવોના ગાંઠોની સારવારમાં થાય છે: ફેફસાં, અન્નનળી (લેસર રેડિયેશન પ્રકાશ માર્ગદર્શિકાઓનો ઉપયોગ કરીને આંતરિક અવયવો સુધી પહોંચાડવામાં આવે છે).

શસ્ત્રક્રિયામાં લેસર રેડિયેશનનો ઉપયોગ

શસ્ત્રક્રિયામાં, ઉચ્ચ-તીવ્રતાવાળા લેસરોનો ઉપયોગ પેશીઓને કાપવા, રોગવિજ્ઞાનવિષયક વિસ્તારોને દૂર કરવા, રક્તસ્રાવ બંધ કરવા અને જૈવિક પેશીઓને વેલ્ડ કરવા માટે થાય છે. રેડિયેશન તરંગલંબાઇ, તેની તીવ્રતા અને એક્સપોઝરની અવધિ યોગ્ય રીતે પસંદ કરીને, વિવિધ સર્જિકલ અસરો મેળવી શકાય છે. આમ, જૈવિક પેશીઓને કાપવા માટે, સતત CO 2 લેસરના કેન્દ્રિત બીમનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેની તરંગલંબાઇ λ = 10.6 μm અને 2x10 3 W/cm 2 ની શક્તિ હોય છે.

શસ્ત્રક્રિયામાં લેસર બીમનો ઉપયોગ પસંદગીયુક્ત અને નિયંત્રિત એક્સપોઝર પ્રદાન કરે છે. લેસર સર્જરીના ઘણા ફાયદા છે:

બિન-સંપર્ક, સંપૂર્ણ વંધ્યત્વ પ્રદાન કરે છે;

પસંદગીક્ષમતા, જે રેડિયેશન તરંગલંબાઇની પસંદગીને આસપાસના તંદુરસ્ત પેશીઓને અસર કર્યા વિના ડોઝમાં પેથોલોજીકલ પેશીઓનો નાશ કરવા માટે પરવાનગી આપે છે;

રક્તહીનતા (પ્રોટીન કોગ્યુલેશનને કારણે);

બીમ ફોકસિંગની ઉચ્ચ ડિગ્રીને કારણે માઇક્રોસર્જિકલ હસ્તક્ષેપની શક્યતા.

ચાલો લેસરોની સર્જિકલ એપ્લિકેશનના કેટલાક ક્ષેત્રો સૂચવીએ.

કાપડનું લેસર વેલ્ડીંગ.વિચ્છેદિત પેશીઓનું જોડાણ એ ઘણી કામગીરીમાં આવશ્યક પગલું છે.

આકૃતિ 31.9 બતાવે છે કે કેવી રીતે સોલ્ડરનો ઉપયોગ કરીને કોન્ટેક્ટ મોડમાં મોટી ચેતાના થડમાંથી એકનું વેલ્ડીંગ હાથ ધરવામાં આવે છે, જેચોખા. 31.9.

લેસર બીમનો ઉપયોગ કરીને ચેતા વેલ્ડીંગ

પીપેટમાંથી ટીપાં લેસિંગ સાઇટ પર લાગુ કરવામાં આવે છે.રંગદ્રવ્ય વિસ્તારોનો વિનાશ. સ્પંદિત લેસરોનો ઉપયોગ રંગદ્રવ્ય વિસ્તારોને નષ્ટ કરવા માટે થાય છે. આ પદ્ધતિ(ફોટોથર્મોલિસિસ)

એન્જીયોમાસ, ટેટૂઝ, રક્ત વાહિનીઓમાં સ્ક્લેરોટિક તકતીઓ વગેરેની સારવાર માટે વપરાય છે.એન્ડોસ્કોપીની રજૂઆતથી સર્જિકલ દવામાં ક્રાંતિ આવી. મોટા ખુલ્લા ઓપરેશનને ટાળવા માટે, ફાઇબર-ઓપ્ટિક લાઇટ માર્ગદર્શિકાઓનો ઉપયોગ કરીને લેસર રેડિયેશન સારવારના સ્થળે પહોંચાડવામાં આવે છે, જે લેસર રેડિયેશનને આંતરિક હોલો અંગોના જૈવિક પેશીઓ સુધી પહોંચાડવાની મંજૂરી આપે છે. આ ચેપ અને પોસ્ટઓપરેટિવ ગૂંચવણોના જોખમને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડે છે.

લેસર બ્રેકડાઉન.પ્રકાશ માર્ગદર્શિકાઓ સાથે સંયોજનમાં શોર્ટ-પલ્સ લેસરનો ઉપયોગ રક્તવાહિનીઓ, પિત્તાશય અને કિડનીની પથરીમાંની તકતી દૂર કરવા માટે થાય છે.

નેત્રવિજ્ઞાનમાં લેસરો.નેત્રરોગવિજ્ઞાનમાં લેસરોનો ઉપયોગ આંખની કીકીની અખંડિતતા સાથે સમાધાન કર્યા વિના લોહી વિનાની સર્જિકલ હસ્તક્ષેપ કરવાનું શક્ય બનાવે છે. આ વિટ્રીયસ બોડી પરની કામગીરી છે; અલગ રેટિનાનું વેલ્ડીંગ; ઇન્ટ્રાઓક્યુલર પ્રવાહીના પ્રવાહ માટે લેસર બીમ વડે "વેધન" છિદ્રો (50÷100 µm વ્યાસ) દ્વારા ગ્લુકોમાની સારવાર. કોર્નિયલ પેશીના સ્તર-દર-સ્તર વિસર્જનનો ઉપયોગ દ્રષ્ટિ સુધારણા માટે થાય છે.

31.8. મૂળભૂત ખ્યાલો અને સૂત્રો

કોષ્ટકનો અંત