উপাদান প্রক্রিয়াকরণ, লেজার সার্জারি, এবং রিমোট সেন্সিং এর মতো বিভিন্ন ধরনের অ্যাপ্লিকেশনে ব্যবহৃত সাধারণ লেজার সিস্টেমের বিস্তৃত পরিসর রয়েছে, তবে অনেক লেজার সিস্টেমের সাধারণ কী প্যারামিটার রয়েছে। এই পরামিতিগুলির জন্য সাধারণ পরিভাষা স্থাপন করা যোগাযোগের ত্রুটিগুলিকে প্রতিরোধ করে এবং সেগুলি বোঝার ফলে লেজার সিস্টেম এবং উপাদানগুলিকে প্রয়োগের প্রয়োজনীয়তাগুলি পূরণ করার জন্য সঠিকভাবে নির্দিষ্ট করা যায়৷
চিত্র 1: একটি সাধারণ লেজার উপাদান প্রক্রিয়াকরণ সিস্টেমের পরিকল্পিত চিত্র, যেখানে লেজার সিস্টেমের 10টি মূল পরামিতির প্রতিটি একটি সংশ্লিষ্ট সংখ্যা দ্বারা উপস্থাপিত হয়
মৌলিক পরামিতি
নিম্নলিখিত মৌলিক পরামিতিগুলি লেজার সিস্টেমের সবচেয়ে মৌলিক ধারণা, এবং আরও উন্নত পয়েন্ট বোঝার জন্যও গুরুত্বপূর্ণ
1: তরঙ্গদৈর্ঘ্য (সাধারণ একক: nm থেকে um)
একটি লেজারের তরঙ্গদৈর্ঘ্য নির্গত আলোক তরঙ্গের স্থানিক ফ্রিকোয়েন্সি বর্ণনা করে। প্রদত্ত ব্যবহারের ক্ষেত্রে সর্বোত্তম তরঙ্গদৈর্ঘ্য অত্যন্ত প্রয়োগ নির্ভর। উপাদান প্রক্রিয়াকরণে বিভিন্ন উপকরণের অনন্য তরঙ্গদৈর্ঘ্য-নির্ভর শোষণ বৈশিষ্ট্য থাকবে, যার ফলে উপাদানের সাথে বিভিন্ন মিথস্ক্রিয়া হয়। একইভাবে, বায়ুমণ্ডলীয় শোষণ এবং হস্তক্ষেপ নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যকে রিমোট সেন্সিংয়ে ভিন্নভাবে প্রভাবিত করবে এবং বিভিন্ন কমপ্লেক্স মেডিকেল লেজার অ্যাপ্লিকেশনে নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্যকে ভিন্নভাবে শোষণ করবে। সংক্ষিপ্ত তরঙ্গদৈর্ঘ্য লেজার এবং লেজার অপটিক্স ন্যূনতম পেরিফেরাল হিটিং সহ ছোট এবং সুনির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্য তৈরি করার জন্য উপকারী কারণ ফোকাল স্পটটি ছোট। যাইহোক, তারা সাধারণত বেশি ব্যয়বহুল এবং দীর্ঘতর তরঙ্গদৈর্ঘ্য লেজারের তুলনায় ক্ষতির জন্য বেশি সংবেদনশীল।
2: শক্তি এবং শক্তি (সাধারণ একক: W বা J)
একটি লেজারের শক্তি Watts (W) এ পরিমাপ করা হয় এবং একটি অবিচ্ছিন্ন তরঙ্গ (CW) লেজারের অপটিক্যাল পাওয়ার আউটপুট বা একটি স্পন্দিত লেজারের গড় শক্তি বর্ণনা করতে ব্যবহৃত হয়। স্পন্দিত লেজারগুলি তাদের পালস শক্তি দ্বারাও চিহ্নিত করা হয়, যা গড় শক্তির সমানুপাতিক এবং লেজারের পুনরাবৃত্তির হারের বিপরীতভাবে সমানুপাতিক (চিত্র 2)। শক্তি পরিমাপ করা হয় Joules (J) এ।
চিত্র 2: পালস শক্তি, পুনরাবৃত্তি হার এবং একটি স্পন্দিত লেজারের গড় শক্তির মধ্যে সম্পর্কের ভিজ্যুয়াল উপস্থাপনা
উচ্চ শক্তি এবং শক্তি লেজার সাধারণত আরো ব্যয়বহুল, এবং তারা আরো বর্জ্য তাপ উৎপন্ন করে। শক্তি এবং শক্তি বৃদ্ধির সাথে সাথে উচ্চ মরীচির মান বজায় রাখাও ক্রমশ কঠিন হয়ে পড়ে।
3: পালস সময়কাল (সাধারণ একক: fs থেকে ms)
লেজার পালস সময়কাল বা পালস প্রস্থ সাধারণত লেজার অপটিক্যাল শক্তি বনাম সময়ের অর্ধেক সর্বোচ্চ (FWHM) এ সম্পূর্ণ প্রস্থ হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় (চিত্র 3)। আল্ট্রাফাস্ট লেজারগুলি নির্ভুল উপকরণ প্রক্রিয়াকরণ এবং চিকিৎসা লেজার সহ বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনে অনেক সুবিধা প্রদান করে। পিকোসেকেন্ড (10-12 সেকেন্ড) থেকে অ্যাটোসেকেন্ড (10-18 এবং কম
P(W)
1/পুনরাবৃত্তির হার
পাবলিক অ্যাকাউন্ট কেনার সময়(গুলি)
চিত্র 3: একটি স্পন্দিত লেজারের স্পন্দনগুলি পুনরাবৃত্তি হারের বিপরীত দ্বারা সময়ে পৃথক করা হয়
4: পুনরাবৃত্তি হার (সাধারণ একক: Hz থেকে MHz)
একটি স্পন্দিত লেজারের পুনরাবৃত্তির হার বা পালস পুনরাবৃত্তি ফ্রিকোয়েন্সি প্রতি সেকেন্ডে নির্গত ডালের সংখ্যা বা বিপরীত সময় পালস ব্যবধান (চিত্র 3) বর্ণনা করে। পূর্বে উল্লিখিত হিসাবে, পুনরাবৃত্তি হার নাড়ি শক্তির বিপরীতভাবে সমানুপাতিক এবং গড় শক্তির সরাসরি সমানুপাতিক। যদিও পুনরাবৃত্তির হার সাধারণত লেজার লাভের মাধ্যমের উপর নির্ভর করে, এটি অনেক ক্ষেত্রে পরিবর্তিত হতে পারে। উচ্চতর পুনরাবৃত্তির হারের ফলে লেজার অপটিক্সের পৃষ্ঠে এবং চূড়ান্ত ফোকাসে সংক্ষিপ্ত তাপীয় শিথিলকরণের সময় হয়, যার ফলে দ্রুত উপাদান গরম হয়।
5: সমন্বিত দৈর্ঘ্য (সাধারণ একক: মিলিমিটার থেকে মিটার)
লেজারটি সুসঙ্গত, যার অর্থ বিভিন্ন সময়ে বা অবস্থানে বৈদ্যুতিক স্রোত সুসঙ্গত। ক্ষেত্র পর্যায়ের মানগুলির মধ্যে একটি নির্দিষ্ট সম্পর্ক রয়েছে। এর কারণ হল লেজারগুলি, অন্যান্য ধরণের আলোর উত্স থেকে ভিন্ন, উদ্দীপিত নির্গমন দ্বারা উত্পাদিত হয়। সুসংগত দৈর্ঘ্য এমন একটি দূরত্বকে সংজ্ঞায়িত করে যার উপর লেজার আলোর সাময়িক সংগতি লেজারের আলোর বিস্তারের সময় স্থির থাকে, প্রক্রিয়া চলাকালীন অবনতি ছাড়াই।
6: মেরুকরণ
মেরুকরণ আলোক তরঙ্গের বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের দিককে সংজ্ঞায়িত করে, "এটি সর্বদা প্রচারের দিকের দিকে লম্ব। বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, লেজারের আলো রৈখিকভাবে পোলারাইজড হবে, যার অর্থ নির্গত বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র সবসময় একই দিকে নির্দেশ করে। অপোলারাইজড আলো একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র থাকবে যা বিভিন্ন দিকে নির্দেশ করে।
মরীচি পরামিতি
নিম্নলিখিত পরামিতিগুলি লেজার রশ্মির আকৃতি এবং গুণমানকে চিহ্নিত করে৷
7: রশ্মির ব্যাস (সাধারণ একক: মিমি থেকে সেমি)
একটি লেজারের রশ্মির ব্যাস রশ্মির পার্শ্বীয় প্রসারণকে চিহ্নিত করে, বা এটির ভৌত আকার প্রচারের দিকে লম্ব করে। এটি সাধারণত 1/e2 প্রস্থ হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়, যা 1/e2 (=13.5%) পর্যন্ত বিমের তীব্রতার প্রস্থ। 1/e2 পয়েন্টে, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের তীব্রতা 1/e (=37%) এ নেমে যায়। রশ্মির ব্যাস যত বড় হবে, বিম ছেঁটে যাওয়া এড়াতে অপটিক্স এবং পুরো সিস্টেমটি তত বড় হওয়া দরকার, যা খরচ বাড়ায়। যাইহোক, মরীচির ব্যাস হ্রাস পাওয়ার/শক্তির ঘনত্ব বাড়ায়, যা ক্ষতিকারকও হতে পারে।
8: শক্তি বা শক্তির ঘনত্ব (সাধারণ একক: W/cm2 থেকে MWicm2 বা uJ/cm2 থেকে J/cm2)
রশ্মির ব্যাস লেজার বিমের শক্তি/শক্তির ঘনত্বের সাথে সম্পর্কিত। শক্তির ঘনত্ব, বা প্রতি ইউনিট এলাকায় অপটিক্যাল শক্তি/শক্তির পরিমাণ। রশ্মির ব্যাস যত বড় হবে, স্থির শক্তি বা শক্তির জন্য বিমের শক্তি/শক্তির ঘনত্ব তত কম হবে। সিস্টেমের চূড়ান্ত আউটপুটে উচ্চ শক্তি/শক্তির ঘনত্ব প্রায়ই বাঞ্ছনীয় (উদাহরণস্বরূপ লেজার কাটিং বা ঢালাইয়ে), কিন্তু কম শক্তি/শক্তির ঘনত্ব প্রায়ই লেজার-প্ররোচিত ক্ষতি প্রতিরোধ করার জন্য সিস্টেমের ভিতরে উপকারী। এটি মরীচির উচ্চ শক্তি/শক্তির ঘনত্বের অঞ্চলগুলিকে বায়ু আয়নিত হতে বাধা দেয়। এই কারণে, অন্যদের মধ্যে, লেজার রশ্মি সম্প্রসারণকারীগুলি প্রায়শই ব্যাস বাড়াতে এবং এইভাবে লেজার সিস্টেমের ভিতরে শক্তি/শক্তির ঘনত্ব কমাতে ব্যবহৃত হয়। যাইহোক, যত্ন নেওয়া উচিত যে মরীচিটি খুব বেশি প্রসারিত না হয় যাতে এটি সিস্টেমের অ্যাপারচার থেকে অবরুদ্ধ হয়, যার ফলে শক্তির অপচয় হয় এবং সম্ভাব্য ক্ষতি হয়।
9: মরীচি প্রোফাইল
একটি লেজারের মরীচি প্রোফাইল বিমের ক্রস-সেকশনের উপর বিতরণকৃত তীব্রতা বর্ণনা করে। সাধারণ রশ্মি প্রোফাইলগুলির মধ্যে রয়েছে গাউসিয়ান বিম এবং ফ্ল্যাট-টপ বিম, যার বীম প্রোফাইলগুলি যথাক্রমে গাউসিয়ান ফাংশন এবং ফ্ল্যাট-টপ ফাংশন অনুসরণ করে (চিত্র 4)। যাইহোক, কোনও লেজার সম্পূর্ণ গাউসিয়ান বা সম্পূর্ণ ফ্ল্যাট-টপ বিম তৈরি করতে পারে না যেটি একটি বিম প্রোফাইলের সাথে তার বৈশিষ্ট্যগত কার্যকারিতার সাথে হুবহু মেলে, কারণ লেজারের ভিতরে সর্বদা একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ হট স্পট বা ওঠানামা থাকে। লেজারের প্রকৃত বীম প্রোফাইল এবং আদর্শ বিম প্রোফাইলের মধ্যে পার্থক্য প্রায়ই লেজারের M2 ফ্যাক্টর সহ মেট্রিক্স দ্বারা বর্ণনা করা হয়
গাউসিয়ান এবং সমতল টপ বিম প্রোফাইল
চিত্র 4: গাউসিয়ান রশ্মির বিম প্রোফাইল এবং সমান গড় শক্তি বা তীব্রতার একটি ফ্ল্যাট টপ বিমের তুলনা দেখায় যে গাউসিয়ান বিমের সর্বোচ্চ তীব্রতা ফ্ল্যাট টপ বিমের দ্বিগুণ।
10: বিচ্যুতি (সাধারণ একক: mrad)
যদিও লেজারের রশ্মিগুলিকে প্রায়শই কোলিমেটেড হিসাবে বিবেচনা করা হয়, তারা সর্বদা একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ বিচ্যুতি ধারণ করে, যা বিবর্তনের কারণে লেজারের রশ্মি কোমর থেকে ক্রমবর্ধমান দূরত্বে বিমটি যে মাত্রায় বিচ্যুত হয় তা বর্ণনা করে। দীর্ঘ কাজের দূরত্বের অ্যাপ্লিকেশনে, যেমন LiDAR সিস্টেম, যেখানে বস্তুগুলি লেজার সিস্টেম থেকে শত শত মিটার দূরে থাকতে পারে, বিচ্যুতি একটি বিশেষ গুরুত্বপূর্ণ সমস্যা হয়ে ওঠে। রশ্মির বিচ্যুতি প্রায়শই লেজারের অর্ধকোণ দ্বারা সংজ্ঞায়িত করা হয়, এবং একটি গাউসিয়ান রশ্মির বিচ্যুতি (0) হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়:
W হল লেজারের তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং w0 হল লেজারের বিম কোমর
চূড়ান্ত সিস্টেম পরামিতি
এই চূড়ান্ত পরামিতিগুলি আউটপুটে লেজার সিস্টেমের কর্মক্ষমতা বর্ণনা করে
11: স্পট সাইজ (সাধারণ একক: উম)
ফোকাস করা লেজার রশ্মির স্পট সাইজ ফোকাসিং লেন্স সিস্টেমের ফোকাসে বিমের ব্যাস বর্ণনা করে। উপাদান প্রক্রিয়াকরণ এবং চিকিৎসা অস্ত্রোপচারের মতো অনেক অ্যাপ্লিকেশনে, লক্ষ্য হল দাগের আকার ছোট করা। এটি শক্তির ঘনত্বকে সর্বাধিক করে এবং বিশেষভাবে সূক্ষ্ম বৈশিষ্ট্যগুলি তৈরি করতে দেয় (চিত্র 5)। গোলাকার বিকৃতি কমাতে এবং ছোট ফোকাল স্পট আকার তৈরি করতে প্রচলিত গোলাকার লেন্সের পরিবর্তে অ্যাসফেরিক লেন্সগুলি প্রায়শই ব্যবহৃত হয়। কিছু ধরণের লেজার সিস্টেম শেষ পর্যন্ত লেজারটিকে একটি স্থানে ফোকাস করে না, এই ক্ষেত্রে এই প্যারামিটারটি প্রযোজ্য হয় না।
চিত্র 5: ইতালীয় ইন্সটিটিউট অফ টেকনোলজিতে লেজার মাইক্রোমেশিনিং পরীক্ষাগুলি দেখায় যে একটি ন্যানোসেকেন্ড লেজার ড্রিলিং সিস্টেমে যখন স্পট আকার 220um থেকে 9um পর্যন্ত ধ্রুব প্রবাহের হারে হ্রাস করা হয় তখন 10-এবেশন দক্ষতা বৃদ্ধি পায়
12: কাজের দূরত্ব (সাধারণ একক: um থেকে m)
একটি লেজার সিস্টেমের কাজের দূরত্বকে সাধারণত চূড়ান্ত অপটিক্যাল উপাদান (সাধারণত একটি ফোকাসিং লেন্স) থেকে লেজার ফোকাস করা বস্তু বা পৃষ্ঠের শারীরিক দূরত্ব হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয়। কিছু কিছু অ্যাপ্লিকেশন, যেমন মেডিকেল লেজার, সাধারণত কাজের দূরত্ব কমিয়ে আনতে চায়, অন্যরা, যেমন রিমোট সেন্সিং, সাধারণত তাদের কাজের দূরত্বের পরিসীমা সর্বাধিক করার লক্ষ্য রাখে।
