किन क्लासिक इन्फ्रारेड तरंगदैर्ध्य 808nm, 1064nm, र 1550nm छन्?

1. प्रकाश स्रोत (लेजर)

ए को आधारभूत अवयवहरूलेजरतीन भागमा विभाजन गर्न सकिन्छ: एक पम्प स्रोत (जसले काम गर्ने माध्यममा जनसंख्या उल्टो प्राप्त गर्न ऊर्जा प्रदान गर्दछ); एक काम गर्ने माध्यम (जसमा उपयुक्त ऊर्जा स्तर संरचना छ जसले पम्पको कार्य अन्तर्गत जनसंख्या उल्टो सक्षम गर्दछ, इलेक्ट्रोनहरूलाई उच्च ऊर्जा स्तरबाट तल्लो तहमा संक्रमण गर्न र फोटनको रूपमा ऊर्जा जारी गर्न अनुमति दिन्छ); र एक प्रतिध्वनि गुहा।

काम गर्ने माध्यमको गुणहरूले उत्सर्जित लेजर प्रकाशको तरंगदैर्ध्य निर्धारण गर्दछ।

808nm तरंग लम्बाइको साथ मुख्यधारा लेजर एक अर्धचालक लेजर हो। अर्धचालकको ब्यान्ड ग्याप ऊर्जाले उत्सर्जित लेजर प्रकाशको तरंगदैर्ध्य निर्धारण गर्दछ, 808nm लाई अपेक्षाकृत सामान्य सञ्चालन तरंगदैर्ध्य बनाउँछ। 808nm प्रकारको सेमीकन्डक्टर लेजर पनि सबैभन्दा प्रारम्भिक र सबैभन्दा गहन रूपमा अनुसन्धान गरिएको हो। यसको सक्रिय क्षेत्रमा या त एल्युमिनियम युक्त सामग्रीहरू (जस्तै InAlGaAs) वा एल्युमिनियम-रहित सामग्रीहरू (जस्तै GaAsP) समावेश छन्। यस प्रकारको लेजरले कम लागत, उच्च दक्षता, र लामो जीवन जस्ता फाइदाहरू प्रदान गर्दछ।

1064nm ठोस राज्य लेजरहरूको लागि एक क्लासिक तरंगदैर्ध्य पनि हो। काम गर्ने सामग्री एक neodymium (Nd)-doped YAG (yttrium एल्युमिनियम गार्नेट Y3AI5012) क्रिस्टल हो। YAG क्रिस्टलमा रहेको एल्युमिनियम आयनहरूले Nd-doped cations सँग synergistically अन्तरक्रिया गर्दछ, उपयुक्त स्थानिय संरचना र ऊर्जा ब्यान्ड संरचना सिर्जना गर्दछ। उत्तेजना उर्जाको कार्य अन्तर्गत, एनडी क्यासनहरू उत्साहित अवस्थामा उत्तेजित हुन्छन्, रेडियोएक्टिभ ट्रान्जिसनहरू पार गर्दै र लेसिङ उत्पन्न गर्दै। यसबाहेक, Nd: YAG क्रिस्टलहरूले उत्कृष्ट स्थिरता र अपेक्षाकृत लामो सञ्चालन जीवन प्रदान गर्दछ।

1550nm लेजरहरू पनि अर्धचालक लेजरहरू प्रयोग गरेर उत्पन्न गर्न सकिन्छ। सामान्यतया प्रयोग हुने अर्धचालक सामग्रीहरूमा InGaAsP, InGaAsN, र InGaAlAs समावेश छन्।

2. प्रयोग र अनुप्रयोगहरू

इन्फ्रारेड ब्यान्डसँग धेरै अनुप्रयोगहरू छन्, जस्तै अप्टिकल सञ्चार, स्वास्थ्य सेवा, बायोमेडिकल इमेजिङ, लेजर प्रशोधन, र थप।

उदाहरणको रूपमा अप्टिकल संचार लिनुहोस्। हालको फाइबर-ओप्टिक संचार क्वार्ट्ज फाइबर प्रयोग गर्दछ। प्रकाशले बिना हानि लामो दूरीमा जानकारी बोक्न सक्छ भन्ने कुरा सुनिश्चित गर्न, हामीले फाइबरको माध्यमबाट प्रकाशको तरंग दैर्ध्य उत्तम रूपमा प्रसारित हुन्छ भनेर विचार गर्नुपर्छ।

नजिकको इन्फ्रारेड ब्यान्डमा, सामान्य क्वार्ट्ज फाइबरको हानि अशुद्धता अवशोषण शिखरहरू बाहेक बढ्दो तरंग लम्बाइसँग घट्छ। ०.८५ μm, 1.31 μm, र 1.55 μm मा धेरै कम क्षति भएका तीन तरंगदैर्ध्य "विन्डोजहरू" अवस्थित छन्। प्रकाश स्रोत लेजरको उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य र photodetector photodiode को तरंगदैर्ध्य प्रतिक्रिया यी तीन तरंगदैर्ध्य विन्डोहरूसँग पङ्क्तिबद्ध हुनुपर्छ। विशेष रूपमा, प्रयोगशाला अवस्थाहरूमा, 1.55 μm मा हानि 0.1419 dB/km पुग्यो, क्वार्ट्ज फाइबरको लागि सैद्धान्तिक हानि सीमा नजिक पुग्यो।

यस तरंगदैर्ध्य दायरामा प्रकाशले जैविक तन्तुलाई तुलनात्मक रूपमा राम्रोसँग भेट्टाउन सक्छ, र फोटोथर्मल थेरापी जस्ता क्षेत्रहरूमा अनुप्रयोगहरू छन्। उदाहरण को लागी, Yue et al। साइनिन नजिकैको इन्फ्रारेड डाई IR780 प्रयोग गरेर हेपरिन-फोलेट लक्षित न्यानो कणहरू निर्माण गरियो, जसको अधिकतम अवशोषण तरंगदैर्ध्य लगभग 780 एनएम र 807 एनएमको उत्सर्जन तरंगदैर्ध्य छ। 10 mg/mL को एकाग्रतामा, 2 मिनेटको लागि लेजर विकिरण (808 nm लेजर, 0.6 W/cm² पावर घनत्व) ले तापमान 23°C बाट 42°C मा बढायो। फोलेट रिसेप्टर-पोजिटिभ MCF-7 ट्यूमरहरू बोक्ने मुसाहरूलाई 1.4 mg/kg खुराक दिइयो, र ट्यूमरहरूलाई 808 nm लेजर लाइट (0.8 W/cm²) 5 मिनेटको लागि विकिरण गरिएको थियो। निम्न दिनहरूमा महत्त्वपूर्ण ट्युमर संकुचन देखियो।

अन्य अनुप्रयोगहरूमा इन्फ्रारेड लिडर समावेश छ। हालको 905 एनएम तरंगदैर्ध्य ब्यान्डमा कमजोर मौसम हस्तक्षेप क्षमताहरू र वर्षा र कुहिरोमा अपर्याप्त प्रवेश छ। 1.5 μm मा लेजर विकिरण 1.5-1.8 μm को वायुमण्डलीय विन्डो भित्र पर्छ, जसको परिणामस्वरूप हावामा कम क्षीणन हुन्छ। यसबाहेक, 905 एनएम आँखा-खतरनाक ब्यान्ड भित्र पर्दछ, क्षति कम गर्न पावर सीमितता चाहिन्छ। यद्यपि, 1550 एनएम आँखा-सुरक्षित छ, त्यसैले यसले लिडरमा अनुप्रयोगहरू पनि फेला पार्छ।

संक्षेपमा,लेजरहरूयी तरंगदैर्ध्यहरूमा परिपक्व र लागत-प्रभावी दुवै छन्, र तिनीहरूले विभिन्न अनुप्रयोगहरूमा उत्कृष्ट प्रदर्शन प्रदर्शन गर्छन्। यी कारकहरू संयुक्त रूपमा यी तरंगदैर्ध्यहरूमा लेजरहरूको व्यापक प्रयोगको नेतृत्व गरेका छन्।