১০০ মিমি রুবি রড: বৈজ্ঞানিক ও শিল্প প্রয়োগের জন্য যথার্থ লেজার মাধ্যম
বিস্তারিত চিত্র


ভূমিকা
১০০ মিমি রুবি রড একটি বহুল ব্যবহৃত সলিড-স্টেট লেজার গেইন মিডিয়াম, যার বৈশিষ্ট্য হল এর উজ্জ্বল লাল নির্গমন তরঙ্গদৈর্ঘ্য ৬৯৪.৩ এনএম। ক্রোমিয়াম আয়ন (Cr³⁺) দিয়ে ডোপ করা সিন্থেটিক কোরান্ডাম (Al₂O₃) থেকে তৈরি, এই রুবি রডটি চমৎকার তাপীয় এবং অপটিক্যাল স্থিতিশীলতা প্রদান করে, যা এটিকে বিভিন্ন নিম্ন-থেকে-মধ্য-শক্তি লেজার সিস্টেমের জন্য আদর্শ করে তোলে। ১০০ মিমি দৈর্ঘ্যের সাথে, রুবি রড শক্তি সঞ্চয় ক্ষমতা এবং কম্প্যাক্ট ডিজাইনের ভারসাম্য বজায় রাখে, যা শিক্ষাগত, বৈজ্ঞানিক এবং কিছু শিল্প লেজার ডিভাইসে নমনীয় একীকরণ সক্ষম করে।
কয়েক দশক ধরে, রুবি রড অপটিক্স ল্যাব, লেজার প্রদর্শন এবং নির্ভুলতা সারিবদ্ধকরণ সিস্টেমে একটি মৌলিক লেজার উপাদান হিসেবে কাজ করে আসছে। ১০০ মিমি আকার একটি আদর্শ পছন্দ যা রেজোনেটর গহ্বরের বিস্তৃত পরিসরের সাথে মানানসই। রুবি রডের চমৎকার পৃষ্ঠ পলিশ, অপটিক্যাল স্বচ্ছতা এবং যান্ত্রিক শক্তি এটিকে একটি স্থায়ী এবং নির্ভরযোগ্য পছন্দ করে তোলে, এমনকি নতুন প্রযুক্তির আবির্ভাবের পরেও।
উৎপাদন নীতি
রুবি রড তৈরিতে উন্নত স্ফটিক-বৃদ্ধির কৌশল ব্যবহার করা হয় যেমন ভার্নিউইল শিখা সংযোজন পদ্ধতি বা জোক্রালস্কি টানা পদ্ধতি। সংশ্লেষণের সময়, অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইডকে ক্রোমিয়াম অক্সাইডের একটি সুনির্দিষ্ট ঘনত্বের সাথে ডোপ করা হয় যাতে একটি অভিন্ন রুবি স্ফটিক তৈরি হয়। একবার বুলে বড় হয়ে গেলে, এটিকে ওরিয়েন্টেড করা হয়, কেটে কাটা হয় এবং পছন্দসই মাত্রার একটি রুবি রডে আকৃতি দেওয়া হয় - এই ক্ষেত্রে 100 মিমি।
প্রতিটি রুবি রডকে তারপর কঠোরভাবে পলিশিং এবং লেপ পদ্ধতি অনুসরণ করতে হয়। শেষ প্রান্তগুলিকে লেজার-গ্রেড সমতলতা (λ/10 বা তার চেয়ে ভালো) পর্যন্ত ল্যাপ এবং পলিশ করা হয় এবং নির্দিষ্ট লেজার ক্যাভিটি ডিজাইনের সাথে মানানসই উচ্চ-প্রতিফলন (HR) বা অ্যান্টি-প্রতিফলনশীল (AR) ডাইইলেক্ট্রিক স্তর দিয়ে লেপ করা যেতে পারে। ধারাবাহিক অপটিক্যাল পাম্পিং এবং ন্যূনতম বিক্ষিপ্ত ক্ষতি নিশ্চিত করার জন্য রুবি রডটি অন্তর্ভুক্তি এবং স্ট্রিয়েশন থেকে মুক্ত থাকতে হবে।
রুবি রডের মধ্যে থাকা ক্রোমিয়াম আয়নগুলি সবুজ/নীল বর্ণালী পরিসরে আলো শোষণ করে। ফ্ল্যাশল্যাম্প দ্বারা পাম্প করা হলে, তারা উচ্চতর শক্তির অবস্থায় উত্তেজিত হয়ে ওঠে। যখন তারা তাদের স্থল অবস্থায় ফিরে আসে, তখন তারা সুসংগত লাল ফোটন নির্গত করে, উদ্দীপিত নির্গমনের একটি শৃঙ্খল বিক্রিয়ার সূচনা করে - ফলে লেজার আউটপুট তৈরি করে। ১০০ মিমি রুবি রডটি দক্ষ শক্তি সঞ্চয় এবং সর্বোত্তম প্রতিপ্রভ সময়কাল অর্জনের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।
প্যারামিটার
সম্পত্তি | মূল্য |
রাসায়নিক সূত্র | ক্র³⁺:আল₂ও₃ |
স্ফটিক সিস্টেম | ত্রিকোণ |
একক কোষের মাত্রা (ষড়ভুজ) | a = ৪.৭৮৫ Åc = ১২.৯৯ Å |
এক্স-রে ঘনত্ব | ৩.৯৮ গ্রাম/সেমি³ |
গলনাঙ্ক | ২০৪০°সে. |
তাপীয় সম্প্রসারণ @ ৩২৩ কে | গ-অক্ষের লম্ব: ৫ × ১০⁻⁶ K⁻¹গ-অক্ষের সমান্তরাল: ৬.৭ × ১০⁻⁶ K⁻¹ |
তাপীয় পরিবাহিতা @ 300 কে | ২৮ ওয়াট/মিটার·কে |
কঠোরতা | মোহ: ৯, নূপ: ২০০০ কেজি/মিমি² |
ইয়ং'স মডুলাস | ৩৪৫ জিপিএ |
নির্দিষ্ট তাপ @ ২৯১ কিলোওয়াট | ৭৬১ জে/কেজি·কেলো |
তাপীয় চাপ প্রতিরোধের পরামিতি (Rₜ) | ৩৪ ওয়াট/সেমি |
শিল্প জুড়ে রুবি রডের প্রয়োগ
ক্রোমিয়াম আয়নযুক্ত সিন্থেটিক সিঙ্গেল-ক্রিস্টাল অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড দিয়ে তৈরি রুবি রডগুলি তাদের ভৌত কঠোরতা, রাসায়নিক স্থিতিশীলতা এবং আকর্ষণীয় অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্যের অনন্য সমন্বয়ের জন্য অত্যন্ত মূল্যবান। এই বৈশিষ্ট্যগুলি রুবি রডগুলিকে বিস্তৃত শিল্প, বৈজ্ঞানিক এবং নির্ভুল প্রয়োগের জন্য একটি প্রিমিয়াম উপাদান করে তোলে। নীচে মূল ক্ষেত্রগুলি দেওয়া হল যেখানে রুবি রডগুলি ব্যতিক্রমী মূল্য প্রদর্শন করে চলেছে:
1. লেজার প্রযুক্তি এবং ফোটোনিক্স
রুবি লেজারে রুবি রড লাভের মাধ্যম হিসেবে কাজ করে, অপটিক্যালি পাম্প করলে 694.3 nm এ লাল আলো নির্গত করে। যদিও Nd:YAG এবং ফাইবার লেজারের মতো আধুনিক বিকল্পগুলি বাজারে আধিপত্য বিস্তার করে, তবুও রুবি লেজারগুলি বিশেষায়িত ক্ষেত্রগুলিতে পছন্দ করা হয় যেমন:
-
মেডিকেল ডার্মাটোলজি (ট্যাটু এবং ক্ষত অপসারণ)
-
শিক্ষামূলক প্রদর্শনের সরঞ্জাম
-
দীর্ঘ পালস সময়কাল এবং উচ্চ রশ্মির মানের প্রয়োজন এমন আলোক গবেষণার জন্য।
রুবির চমৎকার আলোক স্বচ্ছতা এবং শক্তি রূপান্তর দক্ষতা এটিকে সুনির্দিষ্ট ফোটোনিক নিয়ন্ত্রণ এবং নির্গমনের জন্য আদর্শ করে তোলে।
2. যথার্থ প্রকৌশল এবং পরিমাপবিদ্যা
উচ্চ কঠোরতার (মোহস স্কেল ৯) জন্য ধন্যবাদ, রুবি রডগুলি যোগাযোগ-ভিত্তিক পরিমাপ ব্যবস্থায় ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, যার মধ্যে রয়েছে:
-
স্থানাঙ্ক পরিমাপ যন্ত্রে (CMM) স্টাইলাস টিপস
-
নির্ভুল পরিদর্শন সরঞ্জামগুলিতে প্রোব
-
অপটিক্যাল এবং মেকানিক্যাল গেজে উচ্চ-নির্ভুলতার রেফারেন্স পয়েন্ট
এই সরঞ্জামগুলি রুবির বিকৃতি প্রতিরোধের উপর নির্ভর করে, যা ক্ষয় ছাড়াই ধারাবাহিক, দীর্ঘমেয়াদী পরিমাপের নির্ভুলতা নিশ্চিত করে।
3. ঘড়ি তৈরি এবং মাইক্রো-বিয়ারিং অ্যাপ্লিকেশন
উচ্চমানের ঘড়িবিদ্যায়, রুবি রডগুলি রত্ন বিয়ারিংয়ে প্রক্রিয়াজাত করা হয় - ক্ষুদ্র উপাদান যা ঘড়ির যান্ত্রিক চলাচলে ঘর্ষণ এবং ক্ষয়ক্ষতি হ্রাস করে। তাদের কম ঘর্ষণ সহগ এবং উচ্চতর কঠোরতা এতে অবদান রাখে:
-
গিয়ার ট্রেনের মসৃণ পরিচালনা
-
ঘড়ির অভ্যন্তরীণ যন্ত্রাংশের বর্ধিত আয়ুষ্কাল
-
উন্নত সময় রক্ষণাবেক্ষণ স্থিতিশীলতা
ঘড়ির পাশাপাশি, রুবি রডগুলি মাইক্রো-মোটর, ফ্লো সেন্সর এবং জাইরোস্কোপেও ব্যবহৃত হয় যেখানে অতি-নিম্ন ঘর্ষণ এবং নির্ভরযোগ্যতা প্রয়োজন।
4. মহাকাশ এবং ভ্যাকুয়াম সিস্টেম
মহাকাশ, উপগ্রহ এবং উচ্চ-ভ্যাকুয়াম পরিবেশে, রুবি রডগুলি স্পেসার, সাপোর্ট পিন এবং অপটিক্যাল গাইড হিসাবে ব্যবহৃত হয়। তাদের মূল সুবিধাগুলির মধ্যে রয়েছে:
-
রাসায়নিকভাবে আক্রমণাত্মক পরিবেশে অ-প্রতিক্রিয়াশীল আচরণ
-
চমৎকার তাপ প্রতিরোধের এবং মাত্রিক স্থিতিশীলতা
-
ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক-সংবেদনশীল ডিভাইসের জন্য শূন্য চৌম্বকীয় হস্তক্ষেপ
এই বৈশিষ্ট্যগুলি রুবি রডগুলিকে চরম পরিস্থিতিতে, যেমন বিকিরণ এক্সপোজার, দ্রুত তাপমাত্রার পরিবর্তন এবং ভ্যাকুয়াম স্ট্রেস, নির্বিঘ্নে কাজ করতে দেয়।
5. বিশ্লেষণাত্মক এবং চিকিৎসা ডিভাইস
রুবি রডগুলি অত্যাধুনিক যন্ত্রের ক্ষেত্রে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, বিশেষ করে যেখানে জৈব-সামঞ্জস্যতা এবং রাসায়নিক জড়তা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। প্রয়োগের মধ্যে রয়েছে:
-
স্পেকট্রোস্কোপি এবং ডায়াগনস্টিকসে নীলকান্তমণি-টিপড প্রোব
-
বিশ্লেষকগুলিতে নির্ভুল নোজেল বা প্রবাহ-নিয়ন্ত্রণ উপাদান
-
ল্যাব অটোমেশন সরঞ্জামে উচ্চ-স্থায়িত্ব রড
তাদের পরিষ্কার, স্থিতিশীল পৃষ্ঠ এবং ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা জৈবিক নমুনা বা প্রতিক্রিয়াশীল তরলের সংস্পর্শের জন্য এগুলিকে আদর্শ করে তোলে।
6. বিলাসবহুল পণ্য এবং কার্যকরী নকশা
বিশুদ্ধ কার্যকারিতার বাইরে, রুবি রডগুলি মাঝে মাঝে বিলাসবহুল কলম, কম্পাস, গয়না এবং অপটিক্যাল স্কোপের সাথে একত্রিত করা হয় - যা কাঠামোগত এবং আলংকারিক উভয় উপাদান হিসাবে কাজ করে। তাদের গাঢ় লাল রঙ এবং পালিশ করা পৃষ্ঠগুলি এতে অবদান রাখে:
-
নান্দনিক পরিশীলন
-
নির্ভুলতা এবং স্থায়িত্বের প্রতীকী উপস্থাপনা
-
উচ্চমানের বাজারে উন্নত অনুভূত পণ্য মূল্য