அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு முதல் நடு அகச்சிவப்பு ட்யூனபிள் லேசர்கள்

வெவ்வேறு நிறமாலை வரம்பு வரையறைகள்.

பொதுவாக, அகச்சிவப்பு ஒளி மூலங்களைப் பற்றி மக்கள் பேசும்போது, ​​அவர்கள் ~700–800 nm க்கும் அதிகமான வெற்றிட அலைநீளங்களைக் கொண்ட ஒளியைக் குறிப்பிடுகிறார்கள் (தெரியும் அலைநீள வரம்பின் மேல் வரம்பு).

இந்த விளக்கத்தில் குறிப்பிட்ட அலைநீளத்தின் குறைந்த வரம்பு தெளிவாக வரையறுக்கப்படவில்லை, ஏனெனில் அகச்சிவப்பு பற்றிய மனிதக் கண்ணின் உணர்தல் குன்றின் மீது துண்டிக்கப்படுவதை விட மெதுவாக குறைகிறது.

எடுத்துக்காட்டாக, மனித கண்ணுக்கு 700 nm இல் ஒளியின் பதில் ஏற்கனவே மிகவும் குறைவாக உள்ளது, ஆனால் ஒளி போதுமானதாக இருந்தால், 750 nm க்கும் அதிகமான அலைநீளங்களைக் கொண்ட சில லேசர் டையோட்களால் வெளிப்படும் ஒளியைக் கூட மனிதக் கண்ணால் பார்க்க முடியும், இது அகச்சிவப்பு நிறத்தையும் உருவாக்குகிறது. லேசர்கள் ஒரு பாதுகாப்பு ஆபத்து. --மனிதக் கண்ணுக்கு அது மிகவும் பிரகாசமாக இல்லாவிட்டாலும், அதன் உண்மையான சக்தி மிக அதிகமாக இருக்கலாம்.

இதேபோல், அகச்சிவப்பு ஒளி மூலத்தின் (700~800 nm) கீழ் வரம்பு வரம்பைப் போலவே, அகச்சிவப்பு ஒளி மூலத்தின் மேல் வரம்பு வரையறை வரம்பும் நிச்சயமற்றது. பொதுவாக, இது சுமார் 1 மி.மீ.

அகச்சிவப்பு பட்டையின் சில பொதுவான வரையறைகள் இங்கே:

அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு நிறமாலை பகுதி (IR-A என்றும் அழைக்கப்படுகிறது), வரம்பு ~750-1400 nm.

இந்த அலைநீளப் பகுதியில் உமிழப்படும் லேசர்கள் சத்தம் மற்றும் மனிதக் கண் பாதுகாப்புச் சிக்கல்களுக்கு ஆளாகின்றன, ஏனெனில் மனிதக் கண் கவனம் செலுத்தும் செயல்பாடு அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு மற்றும் புலப்படும் ஒளி வரம்புகளுடன் இணக்கமாக இருப்பதால், அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு பட்டை ஒளி மூலத்தை கடத்தலாம் மற்றும் கவனம் செலுத்தலாம். உணர்திறன் விழித்திரை அதே வழியில், ஆனால் அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு பட்டை ஒளி பாதுகாப்பு சிமிட்டல் அனிச்சையைத் தூண்டாது. இதன் விளைவாக, உணர்வின்மை காரணமாக மனிதக் கண்ணின் விழித்திரை அதிகப்படியான ஆற்றலால் சேதமடைகிறது. எனவே, இந்த பேண்டில் ஒளி மூலங்களைப் பயன்படுத்தும் போது, ​​கண் பாதுகாப்பில் முழு கவனம் செலுத்தப்பட வேண்டும்.

குறுகிய அலைநீளம் அகச்சிவப்பு (SWIR, IR-B) வரம்பு 1.4-3 μm.

இந்த பகுதி கண்களுக்கு ஒப்பீட்டளவில் பாதுகாப்பானது, ஏனெனில் இந்த ஒளி விழித்திரையை அடைவதற்கு முன்பு கண்ணால் உறிஞ்சப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, ஃபைபர் ஆப்டிக் தகவல்தொடர்புகளில் பயன்படுத்தப்படும் எர்பியம்-டோப் செய்யப்பட்ட ஃபைபர் பெருக்கிகள் இந்தப் பகுதியில் செயல்படுகின்றன.

நடு-அலை அகச்சிவப்பு (MWIR) வரம்பு 3-8 μm ஆகும்.

வளிமண்டலம் பிராந்தியத்தின் சில பகுதிகளில் வலுவான உறிஞ்சுதலைக் காட்டுகிறது; கார்பன் டை ஆக்சைடு (CO2) மற்றும் நீர் நீராவி (H2O) போன்ற பல வளிமண்டல வாயுக்கள் இந்த பேண்டில் உறிஞ்சும் கோடுகளைக் கொண்டிருக்கும். பல வாயுக்கள் இந்த இசைக்குழுவில் வலுவான உறிஞ்சுதலை வெளிப்படுத்துவதால், வலுவான உறிஞ்சுதல் பண்புகள் இந்த நிறமாலை பகுதியை வளிமண்டலத்தில் வாயுவைக் கண்டறிய பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

நீண்ட அலை அகச்சிவப்பு (LWIR) வரம்பு 8-15 μm ஆகும்.

அடுத்தது தூர அகச்சிவப்பு (எஃப்ஐஆர்), இது 15 μm-1 மிமீ வரை இருக்கும் (ஆனால் 50 μm முதல் வரையறைகள் உள்ளன, ஐஎஸ்ஓ 20473 ஐப் பார்க்கவும்). இந்த நிறமாலை பகுதி முதன்மையாக வெப்ப இமேஜிங்கிற்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது.

இந்தக் கட்டுரையானது, அகச்சிவப்புக்கு அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு முதல் நடுத்தர அகச்சிவப்பு ஒளி மூலங்களைக் கொண்ட பிராட்பேண்ட் ட்யூனபிள் அலைநீள ஒளிக்கதிர்களின் தேர்வைப் பற்றி விவாதிப்பதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது, இதில் மேலே உள்ள குறுகிய-அலைநீள அகச்சிவப்பு (SWIR, IR-B, 1.4-3 μm வரை) மற்றும் ஒரு பகுதியும் அடங்கும். நடு அலை அகச்சிவப்பு (MWIR, வரம்பு 3-8 μm).

வழக்கமான பயன்பாடு

இந்த இசைக்குழுவில் உள்ள ஒளி மூலங்களின் ஒரு பொதுவான பயன்பாடு சுவடு வாயுக்களில் லேசர் உறிஞ்சுதல் நிறமாலையை அடையாளம் காண்பதாகும் (எ.கா. மருத்துவ நோயறிதல் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் கண்காணிப்பில் தொலைநிலை உணர்தல்). இங்கே, பகுப்பாய்வு மத்திய அகச்சிவப்பு நிறமாலைப் பகுதியில் உள்ள பல மூலக்கூறுகளின் வலுவான மற்றும் சிறப்பியல்பு உறிஞ்சுதல் பட்டைகளைப் பயன்படுத்திக் கொள்கிறது, அவை "மூலக்கூறு கைரேகைகளாக" செயல்படுகின்றன. அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு மண்டலத்தில் உள்ள பான்-உறிஞ்சும் கோடுகள் மூலம் இந்த மூலக்கூறுகளில் சிலவற்றை ஒருவர் ஆய்வு செய்ய முடியும் என்றாலும், அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு லேசர் மூலங்களைத் தயாரிப்பது எளிது என்பதால், அதிக உணர்திறன் கொண்ட மத்திய அகச்சிவப்பு மண்டலத்தில் வலுவான அடிப்படை உறிஞ்சுதல் கோடுகளைப் பயன்படுத்துவதில் நன்மைகள் உள்ளன. .

மத்திய அகச்சிவப்பு இமேஜிங்கில், இந்த இசைக்குழுவில் உள்ள ஒளி மூலங்களும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. நடுத்தர அகச்சிவப்பு ஒளியானது பொருள்களுக்குள் ஆழமாக ஊடுருவி, குறைவான சிதறலைக் கொண்டிருப்பதை மக்கள் வழக்கமாகப் பயன்படுத்திக் கொள்கிறார்கள். எடுத்துக்காட்டாக, தொடர்புடைய ஹைப்பர்ஸ்பெக்ட்ரல் இமேஜிங் பயன்பாடுகளில், அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு முதல் நடு அகச்சிவப்பு வரை ஒவ்வொரு பிக்சலுக்கும் (அல்லது வோக்சல்) நிறமாலை தகவலை வழங்க முடியும்.

ஃபைபர் லேசர்கள் போன்ற மத்திய அகச்சிவப்பு லேசர் மூலங்களின் தொடர்ச்சியான வளர்ச்சியின் காரணமாக, உலோகம் அல்லாத லேசர் பொருட்கள் செயலாக்க பயன்பாடுகள் மேலும் மேலும் நடைமுறைக்கு வருகின்றன. பொதுவாக, பாலிமர் ஃபிலிம்கள் போன்ற சில பொருட்களால் அகச்சிவப்பு ஒளியின் வலுவான உறிஞ்சுதலைப் பயன்படுத்தி, பொருட்களைத் தேர்ந்தெடுத்து அகற்ற மக்கள் பயன்படுத்துகின்றனர்.

எலக்ட்ரானிக் மற்றும் ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்களில் மின்முனைகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் இண்டியம் டின் ஆக்சைடு (ITO) வெளிப்படையான கடத்தும் படலங்கள் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட லேசர் நீக்கம் மூலம் கட்டமைக்கப்பட வேண்டும் என்பது ஒரு பொதுவான நிகழ்வு. ஆப்டிகல் ஃபைபர்களில் பூச்சுகளை துல்லியமாக அகற்றுவது மற்றொரு எடுத்துக்காட்டு. அத்தகைய பயன்பாடுகளுக்கு இந்த பேண்டில் தேவைப்படும் சக்தி நிலைகள் பொதுவாக லேசர் கட்டிங் போன்ற பயன்பாடுகளுக்குத் தேவையானதை விட மிகக் குறைவாக இருக்கும்.

வெப்பத்தைத் தேடும் ஏவுகணைகளுக்கு எதிரான திசைவழி அகச்சிவப்பு எதிர் நடவடிக்கைகளுக்கு அருகில் அகச்சிவப்பு முதல் மத்திய அகச்சிவப்பு ஒளி மூலங்களும் இராணுவத்தால் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அகச்சிவப்பு கேமராக்களைக் கண்மூடித்தனமாக்குவதற்குப் பொருத்தமான அதிக வெளியீட்டுச் சக்தியுடன், அகச்சிவப்புக் கண்டறியும் கருவிகளைப் பாதுகாப்பதில் இருந்து எளிய நாட்ச் வடிப்பான்களைத் தடுக்க வளிமண்டலப் பரிமாற்றப் பட்டைக்குள் (சுமார் 3-4 μm மற்றும் 8-13 μm) பரந்த நிறமாலை கவரேஜ் தேவைப்படுகிறது.

மேலே விவரிக்கப்பட்ட வளிமண்டல ஒலிபரப்பு சாளரம், திசைக் கற்றைகள் வழியாக இலவச-வெளி ஆப்டிகல் தகவல்தொடர்புகளுக்கும் பயன்படுத்தப்படலாம், மேலும் குவாண்டம் அடுக்கு ஒளிக்கதிர்கள் இந்த நோக்கத்திற்காக பல பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

சில சந்தர்ப்பங்களில், நடுத்தர அகச்சிவப்பு அல்ட்ராஷார்ட் பருப்பு தேவைப்படுகிறது. எடுத்துக்காட்டாக, லேசர் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபியில் நடு-அகச்சிவப்பு அதிர்வெண் சீப்புகளைப் பயன்படுத்தலாம் அல்லது லேசிங்கிற்கு அல்ட்ராஷார்ட் பருப்புகளின் உயர் உச்ச தீவிரத்தை பயன்படுத்தலாம். இதை மோட்-லாக் செய்யப்பட்ட லேசர் மூலம் உருவாக்க முடியும்.

குறிப்பாக, அருகிலுள்ள அகச்சிவப்பு முதல் மத்திய அகச்சிவப்பு ஒளி மூலங்களுக்கு, சில பயன்பாடுகளுக்கு அலைநீளங்கள் அல்லது அலைநீள ட்யூனபிலிட்டியை ஸ்கேன் செய்வதற்கு சிறப்புத் தேவைகள் உள்ளன, மேலும் அகச்சிவப்புக்கு நடுவில் உள்ள அகச்சிவப்பு அலைநீளம் டியூனபிள் லேசர்களும் இந்தப் பயன்பாடுகளில் மிக முக்கியப் பங்கு வகிக்கின்றன.

எடுத்துக்காட்டாக, ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபியில், வாயு உணர்திறன், சுற்றுச்சூழல் கண்காணிப்பு அல்லது இரசாயன பகுப்பாய்வு போன்றவற்றில் மத்திய அகச்சிவப்பு ட்யூனபிள் லேசர்கள் அத்தியாவசிய கருவிகளாகும். விஞ்ஞானிகள் குறிப்பிட்ட மூலக்கூறு உறிஞ்சுதல் கோடுகளைக் கண்டறிய லேசரின் அலைநீளத்தை நடு அகச்சிவப்பு வரம்பில் துல்லியமாக நிலைநிறுத்துகின்றனர். இந்த வழியில், அவர்கள் பொருளின் கலவை மற்றும் பண்புகள் பற்றிய விரிவான தகவல்களைப் பெறலாம், ரகசியங்கள் நிறைந்த குறியீட்டு புத்தகத்தை உடைப்பது போன்றது.

மருத்துவ இமேஜிங் துறையில், மத்திய அகச்சிவப்பு ட்யூனபிள் லேசர்களும் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. ஆக்கிரமிப்பு அல்லாத நோயறிதல் மற்றும் இமேஜிங் தொழில்நுட்பங்களில் அவை பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. லேசரின் அலைநீளத்தை துல்லியமாக சரிசெய்வதன் மூலம், நடு அகச்சிவப்பு ஒளி உயிரியல் திசுக்களில் ஊடுருவி, உயர் தெளிவுத்திறன் கொண்ட படங்களை உருவாக்குகிறது. மனித உடலின் உள் இரகசியங்களை உற்று நோக்கும் மந்திர ஒளி போன்ற நோய்கள் மற்றும் அசாதாரணங்களைக் கண்டறிந்து கண்டறிவதற்கு இது முக்கியமானது.

மத்திய அகச்சிவப்பு ட்யூனபிள் லேசர்களின் பயன்பாட்டிலிருந்து பாதுகாப்பு மற்றும் பாதுகாப்புத் துறையும் பிரிக்க முடியாதது. இந்த லேசர்கள் அகச்சிவப்பு எதிர் நடவடிக்கைகளில் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன, குறிப்பாக வெப்பத்தைத் தேடும் ஏவுகணைகளுக்கு எதிராக. எடுத்துக்காட்டாக, திசை அகச்சிவப்பு எதிர் அளவீடுகள் அமைப்பு (DIRCM) ஏவுகணைகளால் கண்காணிக்கப்பட்டு தாக்கப்படுவதிலிருந்து விமானத்தைப் பாதுகாக்கும். லேசரின் அலைநீளத்தை விரைவாகச் சரிசெய்வதன் மூலம், இந்த அமைப்புகள் உள்வரும் ஏவுகணைகளின் வழிகாட்டுதல் அமைப்பில் தலையிடலாம் மற்றும் வானத்தைக் காக்கும் மாய வாள் போல, போரின் அலையை உடனடியாகத் திருப்பலாம்.

தொலைநிலை உணர்திறன் தொழில்நுட்பம் பூமியை அவதானிக்க மற்றும் கண்காணிப்பதற்கான ஒரு முக்கிய வழிமுறையாகும், இதில் அகச்சிவப்பு டியூனபிள் லேசர்கள் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. சுற்றுச்சூழல் கண்காணிப்பு, வளிமண்டல ஆராய்ச்சி மற்றும் பூமி கண்காணிப்பு போன்ற துறைகள் அனைத்தும் இந்த லேசர்களின் பயன்பாட்டை நம்பியுள்ளன. மிட்-இன்ஃப்ராரெட் ட்யூனபிள் லேசர்கள், வளிமண்டலத்தில் உள்ள வாயுக்களின் குறிப்பிட்ட உறிஞ்சுதல் கோடுகளை அளவிட விஞ்ஞானிகளுக்கு உதவுகின்றன, காலநிலை ஆராய்ச்சி, மாசு கண்காணிப்பு மற்றும் வானிலை முன்னறிவிப்புக்கு உதவும் மதிப்புமிக்க தரவுகளை வழங்குகின்றன, இது இயற்கையின் மர்மங்களைப் பற்றிய நுண்ணறிவுகளை வழங்கும் ஒரு மாயக்கண்ணாடி போன்றது.

தொழில்துறை அமைப்புகளில், நடுத்தர அகச்சிவப்பு டியூனபிள் லேசர்கள் துல்லியமான பொருள் செயலாக்கத்திற்கு பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. சில பொருட்களால் வலுவாக உறிஞ்சப்படும் அலைநீளங்களுக்கு லேசர்களை டியூன் செய்வதன் மூலம், அவை தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட நீக்கம், வெட்டுதல் அல்லது வெல்டிங் ஆகியவற்றை செயல்படுத்துகின்றன. இது எலக்ட்ரானிக்ஸ், செமிகண்டக்டர்கள் மற்றும் மைக்ரோமச்சினிங் போன்ற பகுதிகளில் துல்லியமான உற்பத்தியை செயல்படுத்துகிறது. மிட்-இன்ஃப்ராரெட் ட்யூனபிள் லேசர், நன்றாக மெருகூட்டப்பட்ட செதுக்குதல் கத்தி போன்றது, இது தொழில்துறையை நேர்த்தியாக செதுக்கப்பட்ட தயாரிப்புகளை செதுக்க அனுமதிக்கிறது மற்றும் தொழில்நுட்பத்தின் புத்திசாலித்தனத்தை காட்டுகிறது.