लेजर गुहा मोड आवृत्तियों का रहस्य सुलझाना

लेजर कैविटी मोड आवृत्तियों को समझना

लेजर कैविटी मोड्स का परिचय

एक लेजर प्वाइंटर की कल्पना करें जिसे आप एक प्रस्तुति के दौरान स्क्रीन पर मुख्य बिंदुओं को उजागर करने के लिए उपयोग कर सकते हैं। लेकिन उस छोटे से उपकरण के पीछे भौतिकी और इंजीनियरिंग की एक जटिल दुनिया छिपी हुई है। चलिए लेजर प्रौद्योगिकी के एक मौलिक सिद्धांत—लेजर कैविटी मोड्स की आवृत्तियों में गहराई में जाते हैं।

लेजर कैविटी मोड्स का महत्व

लेजर गुफा की मोडें उन विशिष्ट आवृत्तियों (या तरंग दैर्ध्य) को निर्धारित करती हैं जो लेजर गुफा में मौजूद हो सकती हैं। इसे एक संगीत वाद्य यंत्र में ध्वनि के रूप में सोचें; गिटार की तार को खींचने से एक नोट उत्पन्न होता है जो तार की लंबाई और सीमाओं (फ्रेट्स) के आधार पर होता है। इसी तरह, लेजर गुफा के गुण यह परिभाषित करते हैं कि कौन सी प्रकाश आवृत्तियाँ इसके अंदर गूंजेंगी। ये आवृत्तियाँ चिकित्सा लेज़रों से लेकर दूरसंचार तक के उद्देश्यों के लिए आवश्यक हैं।

सूत्र को समझना

लेजर क्यूवी मोड की आवृत्तियों की गणना करने के लिए उपयोग किया जाने वाला मूल सूत्र है:

v(m,p,q) = (c/2L) * sqrt(m^2 + (p^2 + q^2) * (λ/L)^2)

v(m,p,q) एक विशिष्ट मोड की आवृत्ति का प्रतिनिधित्व करता है, जहाँ m, p, और क्यू वे अंशांक हैं जो विभिन्न लंबवत और अनुप्रस्थ मोड को अनुक्रमित करते हैं।

पैरामीटर ब्रेकडाउन:

अन्यवीक्यूम में प्रकाश की गति, लगभग 3 x 10⁸ मीटर प्रति सेकंड
एललेजर कैविटी की लंबाई मीटर में।
λप्रकाश की तरंग दैर्ध्य मीटर में।
mलॉन्गिट्यूडिनल मोड के लिए अनुक्रमांक, एक पूर्णांक।
p, क्यूअनुरूप मोड के लिए निर्देशांक, पूर्णांक।

उदाहरण गणना:

चलो हम इस सूत्र को जीवन में लाने के लिए एक उदाहरण लेते हैं। मान लीजिए कि हमारे पास एक लेज़र कैविटी है जिसकी लंबाई ( एल0.5 मीटर का और हम एक तरंग दैर्ध्य के साथ काम कर रहे हैं ( λ650 नैनोमीटर (जो कि 650 x 10 है^-9 गणना के उद्देश्यों के लिए मीटर)। हम उस मोड के लिए आवृत्ति की गणना करेंगे जहाँ m=1, p=0, q=0:

c = 3 x 10^8 मीटर/सेकंड
L = 0.5 मीटर
λ = 650 x 10^-9 मीटर
m = 1, p = 0, q = 0

v(1,0,0) = (3 x 10^8 / 2 x 0.5) * sqrt(1^2 + (0^2 + 0^2) * (650 x 10^-9 / 0.5)^2)
         = 3 x 10^8 * sqrt(1)
         = 3 x 10^8 हर्ट्ज

इस विशेष मोड के लिए resulting frequency 3 x 10 है⁸ हर्ट्ज, या 300 मेगाहर्ट्ज।

सामान्य प्रश्न

अगर गहराई (L) में बदलाव होता है तो क्या होता है? गहराई की लंबाई में बदलाव सीधे समवर्ती आवृत्तियों को प्रभावित करता है, जैसे गिटार के तार की लंबाई में बदलाव से इसकी स्वरधुन बदलती है।
आंतरदृष्टि मोड (p और q) क्यों महत्वपूर्ण हैं? ये मोड लेज़र बीम के स्थानिक वितरण को प्रभावित करते हैं, इसके आकार और समसामयिकता पर असर डालते हैं।
क्या प्रकाश की गति (c) बदल सकती है? एक निर्वात में, नहीं। लेकिन विभिन्न माध्यमों में, प्रकाश की प्रभावी गति बदलती है, जिसे व्यावहारिक अनुप्रयोगों में ध्यान में रखना आवश्यक है।

निष्कर्ष

लेज़र कैविटी मोड्स आवृत्तियों को समझना लेज़र सिस्टम के प्रदर्शन और प्रभावशीलता को अनुकूलित करने के लिए महत्वपूर्ण है। इस सिद्धांत में पारंगत होकर, इंजीनियर और वैज्ञानिक चिकित्सा उपकरणों से लेकर दूरसंचार तक के लिए बेहतर लेज़र्स डिज़ाइन कर सकते हैं।

Tags: विज्ञान, भौतिक विज्ञान, प्रौद्योगिकी

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