लेजर गुहा मोड आवृत्तियों का रहस्य सुलझाना

लेजर कैविटी मोड्स की आवृत्तियों को समझना

लेजर कैविटी मोड्स का परिचय

एक लेजर पॉइंटर की कल्पना करें जिसका उपयोग आप किसी प्रेजेंटेशन के दौरान कर सकते हैं, जो स्क्रीन पर मुख्य बिंदुओं को हाइलाइट करता है। लेकिन उस छोटे से उपकरण के पीछे भौतिकी और इंजीनियरिंग की एक जटिल दुनिया है। आइए लेजर तकनीक की एक बुनियादी अवधारणा में गोता लगाएँ- लेजर कैविटी मोड्स आवृत्तियाँ।

लेजर कैविटी मोड्स का महत्व

लेजर कैविटी मोड्स लेजर कैविटी में मौजूद प्रकाश की विशिष्ट आवृत्तियों (या तरंग दैर्ध्य) को निर्धारित करते हैं। इसे एक संगीत वाद्ययंत्र में ध्वनि की तरह समझें; गिटार के तार को बजाने पर तार की लंबाई और सीमाओं (फ़्रेट्स) के आधार पर एक नोट उत्पन्न होता है। इसी तरह, एक लेजर कैविटी की विशेषताएँ परिभाषित करती हैं कि कौन सी प्रकाश आवृत्तियाँ इसके भीतर प्रतिध्वनित होंगी। ये आवृत्तियाँ चिकित्सा लेज़र से लेकर दूरसंचार तक के उद्देश्यों के लिए आवश्यक हैं।

सूत्र को समझना

लेज़र कैविटी 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 को दर्शाता है, जहाँ m, p, और q पूर्णांक हैं जो विभिन्न अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ मोड को अनुक्रमित करते हैं।

पैरामीटर ब्रेकडाउन:

• c: निर्वात में प्रकाश की गति, लगभग 3 x 10⁸ m/s.
• L: मीटर में लेजर गुहा की लंबाई।
• λ: मीटर में प्रकाश की तरंगदैर्घ्य।
• m: अनुदैर्ध्य मोड के लिए सूचकांक, एक पूर्णांक।
• p, q: अनुप्रस्थ मोड के लिए सूचकांक, पूर्णांक।

उदाहरण गणना:

आइए इस सूत्र को जीवन में लाने के लिए एक उदाहरण लेते हैं। मान लीजिए हमारे पास 0.5 मीटर लंबाई (L) वाली एक लेजर गुहा है और हम 650 नैनोमीटर (जो गणना के उद्देश्य से 650 x 10 -9 मीटर है) की तरंग दैर्ध्य (λ) के साथ काम कर रहे हैं। हम उस मोड के लिए आवृत्ति की गणना करेंगे जहाँ m=1, p=0, q=0:

c = 3 x 10^8 m/s
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 Hz

इस विशिष्ट मोड के लिए परिणामी आवृत्ति 3 x 10⁸ Hz, या 300 है मेगाहर्ट्ज।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

• क्या होता है यदि गुहा की लंबाई (L) बदल जाती है? गुहा की लंबाई बदलने से प्रतिध्वनि आवृत्तियों पर सीधा प्रभाव पड़ता है, ठीक वैसे ही जैसे गिटार के तार की लंबाई बदलने से उसका स्वर बदल जाता है।
• अनुप्रस्थ मोड (p और q) क्यों महत्वपूर्ण हैं? ये मोड लेजर बीम के स्थानिक वितरण को प्रभावित करते हैं, इसके आकार और सुसंगतता को प्रभावित करते हैं।
• क्या प्रकाश की गति (c) बदल सकती है? निर्वात में, नहीं। लेकिन विभिन्न माध्यमों में, प्रकाश की प्रभावी गति बदल जाती है, जिसे व्यावहारिक अनुप्रयोगों में विचार करने की आवश्यकता होगी।

निष्कर्ष

लेजर गुहा मोड आवृत्तियों को समझना लेजर प्रणालियों के प्रदर्शन और प्रभावशीलता को अनुकूलित करने के लिए महत्वपूर्ण है। इस अवधारणा में निपुणता प्राप्त करके, इंजीनियर और वैज्ञानिक चिकित्सा उपकरणों से लेकर दूरसंचार तक, अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए बेहतर लेज़र डिज़ाइन कर सकते हैं।

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