परमाणु ऊर्जा, कंप्यूटर और अर्धचालक के बाद 20वीं सदी के बाद से लेजर मानव जाति का एक और प्रमुख आविष्कार है। इसे "सबसे तेज़ चाकू," "सबसे सटीक शासक," और "सबसे चमकदार रोशनी" के रूप में जाना जाता है। 16 मई, 1960 को अमेरिकी भौतिक विज्ञानी थियोडोर मैमन ने दुनिया के पहले लेजर का आविष्कार किया। पहली बार, मानवता को उत्कृष्ट एकवर्णीता, उच्च संरेखण और उच्च ऊर्जा घनत्व वाले ऐसे चमत्कारी प्रकाश स्रोत तक पहुंच प्राप्त हुई। 1960 में पहले लेज़र के आविष्कार के बाद से, लेज़रों का संचार, चिकित्सा, औद्योगिक उत्पादन, सैन्य हथियार और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया गया है, जो एक क्रॉस{8}अनुशासनात्मक सामान्य-उद्देश्यीय तकनीक बन गई है, जिसका कई क्षेत्रों में अनुसंधान पर जबरदस्त प्रभाव पड़ा है और सामाजिक उत्पादन दक्षता में सुधार को बढ़ावा मिला है। तो, लेजर वास्तव में क्या है? और इसका उत्पादन कैसे होता है?
लेज़र "विकिरण के उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा प्रकाश प्रवर्धन" का संक्षिप्त रूप है, जिसका अर्थ है विकिरण के उत्तेजित उत्सर्जन के कारण होने वाला प्रकाश प्रवर्धन। जब यह तकनीक 1964 में चीन में पेश की गई, तो श्री कियान ज़्यूसेन ने इसके लिए यह नाम रखा। लोकप्रिय उपयोग में, इसका एक प्रभावशाली लिप्यंतरित नाम भी है, "लीशे।" लेजर को समझने से पहले आइए देखें कि प्रकाश क्या है।
प्रकाश फोटॉनों द्वारा उत्पन्न होता है। 1905 में, अल्बर्ट आइंस्टीन ने पहली बार फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव पर अपने पेपर में फोटॉन की अवधारणा पेश की। फोटॉन उन मूलभूत कणों में से एक हैं जो पदार्थ बनाते हैं। फोटॉन बेहद छोटे होते हैं और आराम की स्थिति में उनका कोई द्रव्यमान नहीं होता है। क्वांटम यांत्रिकी के सिद्धांतों के अनुसार, जब एक इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा वाले बाहरी आवरण से निम्न ऊर्जा वाले आंतरिक आवरण में गिरता है, तो संबंधित परमाणु नाभिक एक फोटॉन छोड़ता है, जिससे प्रकाश उत्पन्न होता है। इलेक्ट्रॉन जितने अधिक कोशों से होकर गिरेगा, फोटॉन की ऊर्जा उतनी ही अधिक होगी। यह प्रक्रिया प्रतिवर्ती है; जब कोई फोटॉन आपतित होता है, तो परमाणु नाभिक फोटॉन को अवशोषित कर लेता है, और इलेक्ट्रॉन, ऊर्जा प्राप्त करके, निचले{9}ऊर्जा वाले आंतरिक कोश से उच्चतर{10}ऊर्जा वाले बाहरी कोश की ओर चला जाता है।
लेज़र की विशेषता यह है कि इसके सभी फोटॉन समान तरंग दैर्ध्य और चरण के साथ एक साथ चलते हैं। एक परमाणु प्रणाली में, इलेक्ट्रॉन अनिवार्य रूप से परतों में चलते हैं। जब एक परमाणु अपने बाहरी वातावरण से प्रभावित होता है, और उच्च ऊर्जा इलेक्ट्रॉन निम्न ऊर्जा स्तरों में परिवर्तित हो जाते हैं, तो दो घटनाएं होती हैं: "सहज उत्सर्जन" और "उत्तेजित उत्सर्जन।" उत्तेजित उत्सर्जन के माध्यम से लेजर का उत्पादन किया जाता है। सीधे शब्दों में कहें तो, लेज़र वह "प्रकाश विकिरण" है जो तब उत्सर्जित होता है जब किसी पदार्थ के परमाणु एक विशिष्ट "पंपिंग स्रोत" द्वारा "उत्तेजित" होते हैं।
लेज़र एक उपकरण है जो लेज़र प्रकाश उत्पन्न करता है, जो मुख्य रूप से एक पंप स्रोत, एक लाभ माध्यम और एक गुंजयमान गुहा से बना होता है। पंप स्रोत लेज़र का उत्तेजना स्रोत है, जो कम ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉनों को उच्च ऊर्जा स्तर तक उत्तेजित करने के लिए ऊर्जा प्रदान करता है। सामान्य पंप स्रोतों में ऑप्टिकल उत्तेजना, गैस डिस्चार्ज उत्तेजना, रासायनिक उत्तेजना और परमाणु ऊर्जा उत्तेजना शामिल हैं। गुंजयमान गुहा पंप स्रोत और लाभ माध्यम के बीच का सर्किट है, जिसमें आमतौर पर विशिष्ट ज्यामितीय आकृतियों और एक विशेष तरीके से संयुक्त ऑप्टिकल प्रतिबिंब विशेषताओं वाले दो दर्पण होते हैं। यह उत्तेजित प्रकाश को गुहा के भीतर कई बार आगे और पीछे यात्रा करने की अनुमति देता है, जिससे सुसंगत, निरंतर दोलन बनते हैं जो प्रवर्धित होते हैं, और प्रकाश किरण की आवृत्ति और दिशा को भी सीमित करते हैं। लाभ माध्यम उस कार्यशील माध्यम को संदर्भित करता है जो प्रकाश को प्रवर्धित करता है।
चूंकि आइंस्टीन ने 1917 में उत्तेजित उत्सर्जन का प्रस्ताव रखा था, इसलिए वैज्ञानिकों ने 1960 में दुनिया का पहला लेजर बनाने से पहले 43 साल की अथक खोज की। कैलिफोर्निया में ह्यूजेस रिसर्च लेबोरेटरीज के वैज्ञानिक मैमन ने रूबी को रोशन करने के लिए एक उच्च तीव्रता वाले फ्लैश लैंप का इस्तेमाल किया, जिससे रूबी के भीतर क्रोमियम परमाणु लाल रोशनी उत्सर्जित करने के लिए उत्तेजित हो गए। माणिक की सतह में एक छेद ड्रिल करके, जो एक परावर्तक दर्पण से लेपित था, लाल प्रकाश इस छेद से बच सकता था, जिससे लाल प्रकाश की एक अत्यधिक केंद्रित, संकीर्ण किरण उत्पन्न होती थी। जब इस किरण को एक बिंदु पर निर्देशित किया जाता था, तो यह सूर्य की सतह से अधिक तापमान तक पहुँच सकता था। इस प्रकार, दुनिया का पहला लेज़र रूबी लेज़र - का जन्म हुआ, जिसकी तरंग दैर्ध्य 0.6943 माइक्रोमीटर थी। यह मानव जाति द्वारा निर्मित पहली लेजर किरण थी।
