லேசர் கதிர்வீச்சின் பயன்பாடு

லேசர் - ஆப்டிகல் வரம்பில் ஒத்திசைவான கதிர்வீச்சின் குவாண்டம் ஜெனரேட்டர் (பெருக்கி). "லேசர்" என்ற சொல் தூண்டப்பட்ட கதிர்வீச்சு உமிழ்வு மூலம் ஒளியின் பெருக்கம் என்ற ஆங்கிலப் பெயரின் முதல் எழுத்துக்களிலிருந்து உருவாக்கப்பட்டது. செயலில் உள்ள பொருட்களின் வகையைப் பொறுத்து, திட-நிலை லேசர்கள், வாயு மற்றும் திரவ ஒளிக்கதிர்கள் ஆகியவற்றுக்கு இடையே ஒரு வேறுபாடு செய்யப்படுகிறது.

முதல் வகை லேசர்களில், ரூபி மிகவும் ஆய்வு செய்யப்பட்டது. அத்தகைய லேசரின் ஆரம்ப மாதிரிகளில் ஒன்று, ஒரு ஒற்றைக்கல் ரூபி கிரிஸ்டலில் (Cr2O3, A12O3) ட்ரிவலன்ட் குரோமியம் அயன் Cr3+ இன் ஆற்றல் மாற்றங்களைப் பயன்படுத்துகிறது. உந்தி கதிர்வீச்சின் செயல்பாட்டின் கீழ் (5600 A வரிசையின் அலைநீளத்துடன்), Cr3+ அயன் நிலை 1 இலிருந்து நிலை 3 க்கு செல்கிறது, இதிலிருந்து 2 மற்றும் 1 நிலைகளுக்கு கீழ்நோக்கி மாறுதல்கள் சாத்தியமாகும். மெட்டாஸ்டேபிள் நிலை 2 க்கு மாறுதல்கள் மேலோங்கி இருந்தால் மற்றும் பம்பிங் என்பது 1 மற்றும் 2 நிலைகளில் உள்ள மக்கள்தொகையின் தலைகீழ் மாற்றத்தை வழங்குகிறது, பின்னர் நிலை 2 இல் உள்ள மக்கள்தொகை நிலை 1 இல் உள்ள மக்கள்தொகையை விட அதிகமாக இருக்கும்.

Cr-ions3+ ஒன்றின் தன்னிச்சையான மாற்றம் ஏற்பட்டால், அதிர்வெண் கொண்ட ஒரு ஃபோட்டான் நிலை 2 முதல் நிலை 1 e12 வரை உமிழப்படும், இது ரூபி படிகத்தின் மீது பரவத் தொடங்குகிறது.d-red excited Cr3+ அயனிகளை எதிர்கொள்ளும் இந்த ஃபோட்டான், முதன்மை ஃபோட்டானுடன் ஏற்கனவே தூண்டப்பட்ட கதிர்வீச்சை ஏற்படுத்துகிறது.

ரூபி ஒற்றை படிகத்தின் பளபளப்பான மற்றும் வெள்ளி விளிம்புகளில் இருந்து ஏராளமான பிரதிபலிப்புகளின் காரணமாக, படிகத்தின் கதிர்வீச்சு தீவிரம் தொடர்ந்து அதிகரிக்கிறது. இது அந்த ஃபோட்டான்களுடன் மட்டுமே நிகழ்கிறது, பரவலின் திசையானது படிகத்தின் அச்சுடன் ஒரு சிறிய கோணத்தை உருவாக்குகிறது. எஃகு கதிர்வீச்சு பக்க மேற்பரப்பு வழியாக படிகத்தை விட்டு வெளியேறுகிறது மற்றும் கதிர்வீச்சு கற்றை உருவாக்கத்தில் பங்கேற்காது. கதிர்வீச்சு கற்றை முனைகளில் ஒன்றின் வழியாக வெளியேறுகிறது, இது ஒரு ஒளிஊடுருவக்கூடிய கண்ணாடி.

பல்வேறு தொழில்களில் தொழில்நுட்பத்தை மேம்படுத்துவதில் ஒரு பெரிய முன்னேற்றம் ஆப்டிகல் குவாண்டம் ஜெனரேட்டர்களின் (லேசர்கள்) பயன்பாட்டுடன் தொடர்புடையது. உங்களுக்குத் தெரிந்தபடி, லேசர் கதிர்வீச்சு மற்ற லேசர் அல்லாத ஒளி மூலங்களின் (வெப்ப, வாயு வெளியேற்றம், முதலியன) கதிர்வீச்சிலிருந்து கணிசமாக வேறுபடுகிறது. இந்த வேறுபாடுகள் அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தின் பல்வேறு துறைகளில் லேசர்களின் பரவலான பயன்பாட்டிற்கு வழிவகுத்தது.

லேசர்களின் அடிப்படை வடிவமைப்பைக் கவனியுங்கள்.

பொதுவாக, ஆப்டிகல் குவாண்டம் ஜெனரேட்டரின் (OQC) தொகுதி வரைபடம் படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது. 1 (சில சந்தர்ப்பங்களில் டிரைவ்கள் 4-7 இல்லாமல் இருக்கலாம்).

செயலில் உள்ள பொருள் 1 இல், உந்தியின் செயல்பாட்டின் கீழ், மேல் ஆற்றல் மட்டங்களிலிருந்து கீழ்நிலைக்கு செல்லும் எலக்ட்ரான்களின் தூண்டப்பட்ட (வெளிப்புற மின்காந்த புலத்தால் ஏற்படும்) கதிர்வீச்சு காரணமாக அதன் வழியாக செல்லும் கதிர்வீச்சு மேம்படுத்தப்படுகிறது. இந்த வழக்கில், செயலில் உள்ள பொருளின் பண்புகள் லேசர் உமிழ்வு அதிர்வெண்ணை தீர்மானிக்கிறது.

செயலில் உள்ள பொருளாக, படிக அல்லது உருவமற்ற ஊடகம் பயன்படுத்தப்படலாம், இதில் செயலில் உள்ள கூறுகளின் சிறிய அளவு அசுத்தங்கள் அறிமுகப்படுத்தப்படுகின்றன (திட-நிலை லேசர்களில்); வாயுக்கள் அல்லது உலோகங்களின் நீராவிகள் (வாயு லேசர்களில்); கரிம சாயங்களின் திரவ தீர்வுகள் (திரவ லேசர்களில்).

அரிசி. 1. ஆப்டிகல் குவாண்டம் ஜெனரேட்டரின் பிளாக் வரைபடம்

லேசர் பம்ப் சிஸ்டம் 3 இன் உதவியுடன், செயலில் உள்ள பொருளில் நிலைமைகள் உருவாக்கப்படுகின்றன, இது கதிர்வீச்சைப் பெருக்குவதை சாத்தியமாக்குகிறது. இதற்காக, எலக்ட்ரான்களின் அணுக்களின் ஆற்றல் மட்டங்களின் மக்கள்தொகையின் தலைகீழ் (மறுபகிர்வு) உருவாக்குவது அவசியம், இதில் மேல் மட்டங்களின் மக்கள் தொகை குறைந்ததை விட அதிகமாக உள்ளது. உந்தி அமைப்புகளாக, அவை திட-நிலை லேசர்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன - வாயு வெளியேற்ற விளக்குகள், வாயு லேசர்களில் - நேரடி மின்னோட்ட மூலங்கள், துடிப்புள்ள, HF மற்றும் மைக்ரோவேவ் ஜெனரேட்டர்கள், மற்றும் திரவ லேசர்களில் - LAGs.

லேசரின் செயலில் உள்ள பொருள் ஆப்டிகல் ரெசனேட்டர் 2 இல் வைக்கப்படுகிறது, இது கண்ணாடிகளின் அமைப்பாகும், அதில் ஒன்று ஒளிஊடுருவக்கூடியது மற்றும் ரெசனேட்டரிலிருந்து லேசர் கதிர்வீச்சை அகற்ற உதவுகிறது.

ஆப்டிகல் ரெசனேட்டரின் செயல்பாடுகள் மிகவும் வேறுபட்டவை: ஜெனரேட்டரில் நேர்மறையான கருத்துக்களை உருவாக்குதல், லேசர் கதிர்வீச்சின் நிறமாலையை உருவாக்குதல் போன்றவை.

பயன்முறை தேர்வு மற்றும் அதிர்வெண் உறுதிப்படுத்தலுக்கான சாதனம் 5 லேசரின் வெளியீட்டு கதிர்வீச்சின் ஸ்பெக்ட்ரமின் தரத்தை மேம்படுத்த வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, அதாவது ஒரே வண்ணமுடைய அலைவுகளின் நிறமாலைக்கு நெருக்கமாக கொண்டு வருவதற்கு.

திரவ ஒளிக்கதிர்களில், சிஸ்டம் 6 பரவலான அலைவு அதிர்வெண் டியூனிங்கை அடைகிறது. தேவைப்பட்டால், கதிர்வீச்சின் வீச்சு அல்லது கட்ட பண்பேற்றம் லேசரில் அடையப்படலாம். வெளிப்புற பண்பேற்றம் பொதுவாக சாதனம் 7 உடன் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

லேசர் வகைகள்

நவீன ஒளிக்கதிர்களை வெவ்வேறு அளவுகோல்களின்படி வகைப்படுத்தலாம்:

• அவற்றில் பயன்படுத்தப்படும் செயலில் உள்ள பொருளின் வகையால்,

• இயக்க முறை மூலம் (தொடர்ச்சியான அல்லது துடிப்புள்ள தலைமுறை, Q-சுவிட்ச் பயன்முறை),

• கதிர்வீச்சின் நிறமாலை பண்புகள் (மல்டி-மோட், ஒற்றை-முறை, ஒற்றை-அதிர்வெண் ஒளிக்கதிர்கள்) போன்றவை.

குறிப்பிடப்பட்ட வகைப்பாடுகளில் முதன்மையானது மிகவும் பொதுவானது.

திட நிலை லேசர்கள்

இந்த லேசர்கள் படிக மற்றும் உருவமற்ற ஊடகங்களை செயலில் உள்ள பொருளாகப் பயன்படுத்துகின்றன. திட-நிலை லேசர்கள் பல நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன:

• நடுத்தரத்தின் நேரியல் ஆதாயத்தின் உயர் மதிப்புகள், இது லேசரின் சிறிய அச்சு பரிமாணங்களைக் கொண்ட லேசரைப் பெறுவதை சாத்தியமாக்குகிறது;

• துடிப்பு முறையில் மிக அதிக வெளியீட்டு சக்தி மதிப்புகளைப் பெறுவதற்கான சாத்தியம்.

திட நிலை லேசர்களின் முக்கிய வகைகள்:

1. ரூபி லேசர்கள் இதில் குரோமியம் அயனிகள் செயலில் மையமாக உள்ளன. உருவாக்கும் கோடுகள் ஸ்பெக்ட்ரமின் சிவப்பு பகுதியில் உள்ளன (λ = 0.69 μm). தொடர்ச்சியான பயன்முறையில் கதிர்வீச்சின் வெளியீட்டு சக்தி பல வாட்ஸ் ஆகும், துடிப்பு முறையில் ஆற்றல் பல நூறு ஜூல்கள் ஆகும், இது 1 எம்எஸ் வரிசையின் துடிப்பு கால அளவைக் கொண்டுள்ளது;

2. அரிதான பூமி உலோக அயனிகள் (முக்கியமாக நியோடைமியம் அயனிகள்) அடிப்படையிலான லேசர்கள். இந்த லேசர்களின் ஒரு முக்கிய நன்மை அறை வெப்பநிலையில் தொடர்ச்சியான பயன்முறையில் பயன்படுத்தக்கூடிய திறன் ஆகும். இந்த லேசர்களின் முக்கிய தலைமுறை வரிசை அகச்சிவப்பு மண்டலத்தில் உள்ளது (λ = 1.06 μm). தொடர்ச்சியான பயன்முறையில் வெளியீட்டு சக்தி நிலை 1-2% செயல்திறனுடன் 100-200 W ஐ அடைகிறது.

வாயு லேசர்கள்

வாயு லேசர்களில் மக்கள்தொகை தலைகீழ் வெளியேற்றங்களின் உதவியுடன் மற்றும் பிற வகையான உந்திகளின் உதவியுடன் அடையப்படுகிறது: இரசாயன, வெப்ப, முதலியன.

திட-நிலை வாயு லேசர்களுடன் ஒப்பிடுகையில், அவை பல நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன:

• 0.2-400 மைக்ரான் அலைநீளங்களின் மிக பரந்த அளவிலான அளவை உள்ளடக்கியது;

• வாயு லேசர்களின் உமிழ்வு மிகவும் ஒரே வண்ணமுடையது மற்றும் திசையானது;

• தொடர்ச்சியான செயல்பாட்டில் மிக அதிக வெளியீட்டு சக்தி நிலைகளை அடைய முடியும்.

எரிவாயு லேசர்களின் முக்கிய வகைகள்:

1.ஹீலியம் நியான் லேசர்கள்... முக்கிய அலைநீளம் ஸ்பெக்ட்ரமின் புலப்படும் பகுதியில் உள்ளது (λ = 0.63 μm). வெளியீட்டு சக்தி பொதுவாக 100 மெகாவாட்டிற்கும் குறைவாக இருக்கும். மற்ற அனைத்து வகையான லேசர்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​ஹீலியம்-நியான் லேசர்கள் அதிக அளவு வெளியீட்டு ஒத்திசைவை வழங்குகின்றன.

2. செப்பு நீராவி லேசர்கள்... கதிர்வீச்சின் முக்கிய தலைமுறை இரண்டு கோடுகளில் உருவாக்கப்படுகிறது, அதில் ஒன்று நிறமாலையின் பச்சைப் பகுதியிலும் (λ = 0.51 μm) மற்றொன்று மஞ்சள் நிறத்திலும் (λ = 0.58 μm) உள்ளது. அத்தகைய லேசர்களில் உள்ள துடிப்பு சக்தி 200 kW ஐ அடைகிறது, சராசரியாக 40 W சக்தி கொண்டது.

3. அயன் வாயு லேசர்கள்... இந்த வகையின் மிகவும் பொதுவான லேசர்கள் ஆர்கான் லேசர்கள் (λ = 0.49 — 0.51 µm) மற்றும் ஹீலியம்-காட்மியம் லேசர்கள் (λ = 0.44 µm) ஆகும்.

4. மூலக்கூறு CO2 லேசர்கள்... மிகவும் சக்திவாய்ந்த தலைமுறை λ = 10.6 μm இல் அடையப்படுகிறது. CO2 லேசர்களின் cw பயன்முறையில் வெளியீட்டு சக்தி மிகவும் அதிகமாக உள்ளது மற்றும் 10 kW அல்லது அதற்கும் அதிகமான உயர் செயல்திறன் 15-30% மற்ற அனைத்து வகையான லேசர்களுடன் ஒப்பிடும்போது. துடிப்பு சக்திகள் = 10 மெகாவாட் 10-100 எம்எஸ் வரிசையில் உருவாக்கப்பட்ட பருப்புகளின் கால அளவுடன் அடையப்படுகிறது.

திரவ ஒளிக்கதிர்கள்

திரவ ஒளிக்கதிர்கள் உருவாக்கப்படும் அலைவு அதிர்வெண்ணின் பரந்த அளவிலான டியூனிங்கை அனுமதிக்கின்றன (λ = 0.3 µm முதல் λ = 1.3 µm வரை). ஒரு விதியாக, அத்தகைய லேசர்களில், செயலில் உள்ள பொருள் கரிம சாயங்களின் திரவ தீர்வுகள் (உதாரணமாக, ரோடமைன் தீர்வு).

லேசர் அளவுருக்கள்

இணக்கத்தைப்

லேசர் கதிர்வீச்சின் ஒரு தனித்துவமான அம்சம் அதன் ஒருங்கிணைப்பு ஆகும்.

ஒத்திசைவு என்பது நேரம் மற்றும் இடைவெளியில் அலை செயல்முறைகளின் ஒருங்கிணைக்கப்பட்ட போக்காக புரிந்து கொள்ளப்படுகிறது.ஸ்பேஷியல் ஒத்திசைவு - விண்வெளியில் வெவ்வேறு புள்ளிகளில் இருந்து ஒரே நேரத்தில் உமிழப்படும் அலைகளின் கட்டங்களுக்கிடையேயான ஒத்திசைவு, மற்றும் தற்காலிக ஒத்திசைவு - ஒரு புள்ளியில் இருந்து வெளிப்படும் அலைகளின் கட்டங்களுக்கிடையேயான ஒத்திசைவு. நேர இடைவெளியின் தருணங்களில்.

ஒத்திசைவான மின்காந்த அலைவுகள் - ஒரே அதிர்வெண்கள் மற்றும் நிலையான கட்ட வேறுபாடு கொண்ட இரண்டு அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட மூலங்களின் அலைவுகள். ரேடியோ பொறியியலில், ஒத்திசைவு என்ற கருத்து அலைவுகளின் மூலங்களுக்கு விரிவடைகிறது, அதன் அதிர்வெண்கள் சமமாக இல்லை. எடுத்துக்காட்டாக, 2 மூலங்களின் அலைவுகள் அவற்றின் அதிர்வெண்கள் f1 மற்றும் e2 ஆகியவை பகுத்தறிவு உறவில் இருந்தால் அவை ஒத்திசைவாகக் கருதப்படும், அதாவது. f1 / f2 = n / m, இதில் n மற்றும் m ஆகியவை முழு எண்கள்.

கண்காணிப்பு இடைவெளியில் ஏறக்குறைய சமமான அதிர்வெண்கள் மற்றும் ஏறக்குறைய ஒரே கட்ட வேறுபாட்டைக் கொண்ட அலைவுகளின் ஆதாரங்கள் அல்லது அலைவுகளின் மூலங்கள் பகுத்தறிவு விகிதத்திலிருந்து சிறிதளவு வேறுபடும் அலைவுகளின் ஆதாரங்கள் கிட்டத்தட்ட ஒத்திசைவான அலைவுகளின் ஆதாரங்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன.

தலையிடும் திறன் ஒத்திசைவான ஊசலாட்டத்தின் முக்கிய பண்புகளில் ஒன்றாகும். ஒத்திசைவான அலைகள் மட்டுமே தலையிட முடியும் என்பதை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும். பின்வருவனவற்றில், ஆப்டிகல் கதிர்வீச்சு மூலங்களைப் பயன்படுத்துவதற்கான பல துறைகள் குறுக்கீடு நிகழ்வின் அடிப்படையில் துல்லியமாக உள்ளன என்று காண்பிக்கப்படும்.

வேறுபாடு

லேசர் கதிர்வீச்சின் அதிக இடஞ்சார்ந்த ஒத்திசைவு இந்த கதிர்வீச்சின் குறைந்த வேறுபாட்டிற்கு வழிவகுக்கிறது, இது அலைநீளம் λ மற்றும் லேசரில் பயன்படுத்தப்படும் ஆப்டிகல் குழியின் அளவுருக்கள் ஆகியவற்றைப் பொறுத்தது.

சாதாரண ஒளி மூலங்களைப் பொறுத்தவரை, சிறப்பு கண்ணாடிகள் பயன்படுத்தப்பட்டாலும் கூட, ஒளிக்கதிர்களின் அளவை விட மாறுபட்ட கோணம் ஒன்று முதல் இரண்டு ஆர்டர்கள் பெரியதாக இருக்கும்.

லேசர் கதிர்வீச்சின் குறைந்த வேறுபாடு வழக்கமான ஃபோகசிங் லென்ஸ்களைப் பயன்படுத்தி ஒளி ஆற்றலின் அதிக ஃப்ளக்ஸ் அடர்த்தியைப் பெறுவதற்கான வாய்ப்பைத் திறக்கிறது.

லேசர் கதிர்வீச்சின் உயர் இயக்கம், கொடுக்கப்பட்ட பொருளின் மீதான உள்ளூர் (நடைமுறையில் ஒரு குறிப்பிட்ட தருணத்தில்) பகுப்பாய்வு, அளவீடுகள் மற்றும் விளைவுகளைச் செயல்படுத்துவதை சாத்தியமாக்குகிறது.

கூடுதலாக, லேசர் கதிர்வீச்சின் அதிக இடஞ்சார்ந்த செறிவு உச்சரிக்கப்படும் நேரியல் அல்லாத நிகழ்வுகளுக்கு வழிவகுக்கிறது, இதில் நடந்துகொண்டிருக்கும் செயல்முறைகளின் தன்மை கதிர்வீச்சின் தீவிரத்தை சார்ந்துள்ளது. உதாரணமாக, மல்டிஃபோட்டான் உறிஞ்சுதலை நாம் சுட்டிக்காட்டலாம், இது லேசர் மூலங்களைப் பயன்படுத்தும் போது மட்டுமே கவனிக்கப்படுகிறது மற்றும் அதிக உமிழ்ப்பான் சக்திகளில் உள்ள பொருளால் ஆற்றல் உறிஞ்சுதலின் அதிகரிப்புக்கு வழிவகுக்கிறது.

ஒரே வண்ணமுடையது

கதிர்வீச்சின் ஒற்றை நிறத்தின் அளவு, உமிழ்ப்பான் சக்தியின் முக்கிய பகுதி கொண்டிருக்கும் அதிர்வெண் வரம்பை தீர்மானிக்கிறது. ஆப்டிகல் கதிர்வீச்சின் மூலங்களைப் பயன்படுத்தும் போது இந்த அளவுரு மிகவும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தது மற்றும் கதிர்வீச்சின் தற்காலிக ஒத்திசைவின் அளவால் முற்றிலும் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

லேசர்களில், அனைத்து கதிர்வீச்சு சக்தியும் மிகவும் குறுகிய நிறமாலை கோடுகளில் குவிந்துள்ளது. உமிழ்வுக் கோட்டின் சிறிய அகலம் லேசரில் ஆப்டிகல் ரெசனேட்டரைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் அடையப்படுகிறது மற்றும் முக்கியமாக பிந்தைய அதிர்வு அதிர்வெண்ணின் நிலைத்தன்மையால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

துருவப்படுத்தல்

பல சாதனங்களில், கதிர்வீச்சின் துருவமுனைப்பால் ஒரு குறிப்பிட்ட பங்கு வகிக்கப்படுகிறது, இது அலையின் மின்சார புலத்தின் திசையன்களின் முக்கிய நோக்குநிலையை வகைப்படுத்துகிறது.

பொதுவான லேசர் அல்லாத ஆதாரங்கள் குழப்பமான துருவமுனைப்பால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. லேசர் கதிர்வீச்சு வட்டமாக அல்லது நேர்கோட்டில் துருவப்படுத்தப்படுகிறது. குறிப்பாக, நேரியல் துருவமுனைப்புடன் துருவமுனைப்பு விமானத்தை சுழற்ற சிறப்பு சாதனங்களைப் பயன்படுத்தலாம். இது சம்பந்தமாக, பல உணவுப் பொருட்களுக்கு உறிஞ்சுதல் குழுவில் உள்ள பிரதிபலிப்பு குணகம் கதிர்வீச்சின் துருவமுனைப்பு விமானத்தின் திசையில் கணிசமாக சார்ந்துள்ளது என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும்.

துடிப்பு காலம். லேசர்களின் பயன்பாடு மிகக் குறுகிய கால அளவு (tp = 10-8-10-9 s) பருப்பு வடிவில் கதிர்வீச்சைப் பெறுவதை சாத்தியமாக்குகிறது. இது பொதுவாக ரெசனேட்டரின் Q-காரணியை மாற்றியமைப்பதன் மூலம் அடையப்படுகிறது, பயன்முறை பூட்டுதல் போன்றவை.

மற்ற வகை கதிர்வீச்சு மூலங்களில், குறைந்தபட்ச துடிப்பு கால அளவு பல ஆர்டர்கள் அதிகமாக உள்ளது, இது குறிப்பாக, நிறமாலை கோட்டின் அகலம் ஆகும்.

உயிரியல் பொருள்களில் லேசர் கதிர்வீச்சின் விளைவுகள்

அதிக ஆற்றல் அடர்த்தி கொண்ட லேசர் கதிர்வீச்சு, ஒரே வண்ணமுடைய தன்மை மற்றும் ஒத்திசைவுடன் இணைந்து உயிரியல் பொருட்களை பாதிக்கும் ஒரு தனித்துவமான காரணியாகும். மோனோக்ரோமடிசிட்டி என்பது பொருட்களின் சில மூலக்கூறு கட்டமைப்புகளைத் தேர்ந்தெடுத்துப் பாதிக்கிறது, மேலும் கதிரியக்க அமைப்புகளின் உயர் மட்ட அமைப்புடன் இணைந்து ஒத்திசைவு மற்றும் துருவப்படுத்தல், ஒரு குறிப்பிட்ட ஒட்டுமொத்த (அதிர்வு) விளைவை தீர்மானிக்கிறது, இது ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த அளவிலான கதிர்வீச்சிலும் கூட வலுவான ஒளிச்சேர்க்கைக்கு வழிவகுக்கிறது. உயிரணுக்களில் உள்ள செயல்முறைகள், போட்டோமுடஜெனிசிஸ் வரை.

உயிரியல் பொருள்கள் லேசர் கதிர்வீச்சுக்கு வெளிப்படும் போது, ​​​​சில மூலக்கூறு பிணைப்புகள் அழிக்கப்படுகின்றன அல்லது மூலக்கூறுகளின் கட்டமைப்பு மாற்றம் ஏற்படுகிறது, மேலும் இந்த செயல்முறைகள் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டவை, அதாவது சில பிணைப்புகள் கதிர்வீச்சினால் முற்றிலும் அழிக்கப்படுகின்றன, மற்றவை நடைமுறையில் மாறாது. மூலக்கூறுகளுடனான லேசர் கதிர்வீச்சின் தொடர்புகளின் இத்தகைய உச்சரிக்கப்படும் அதிர்வு தன்மை சில வளர்சிதை மாற்ற எதிர்வினைகளின் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட வினையூக்கத்தின் சாத்தியத்தைத் திறக்கிறது, அதாவது வளர்சிதை மாற்ற எதிர்வினைகள், இந்த எதிர்வினைகளின் ஒளி கட்டுப்பாடு. இந்த வழக்கில், லேசர் கதிர்வீச்சு ஒரு நொதியின் பாத்திரத்தை வகிக்கிறது.

லேசர் ஒளி மூலங்களின் இத்தகைய பண்புகளின் பயன்பாடு தொழில்துறை உயிரியக்கத்தை மேம்படுத்துவதற்கான பரந்த சாத்தியக்கூறுகளைத் திறக்கிறது.

ஈஸ்டின் லேசர் கதிர்வீச்சு, எடுத்துக்காட்டாக, கரோட்டினாய்டுகள் மற்றும் லிப்பிட்களின் இலக்கு உயிரியக்கச் சேர்க்கைக்கு பயன்படுத்தப்படலாம், மேலும் பரந்த அளவில், மாற்றப்பட்ட உயிரியக்கவியல் நோக்குநிலையுடன் புதிய விகாரி ஈஸ்ட் விகாரங்களைப் பெறலாம்.

பல உணவுத் தொழில்களில், லேசர் கதிர்வீச்சைப் பயன்படுத்தி, புரத மூலக்கூறுகளை பாலிபெப்டைட் துண்டுகளாக உடைத்து, இந்த துண்டுகளை அமினோ அமிலங்களாக ஹைட்ரோலைஸ் செய்யும் நொதிகளின் செயல்பாட்டு விகிதத்தைக் கட்டுப்படுத்தும் திறனைப் பயன்படுத்தலாம்.

சிட்ரிக் அமிலத்தின் தொழில்துறை உற்பத்தியில், லேசர் தூண்டுதல் தயாரிப்பு விளைச்சலில் 60% அதிகரிப்பை அடைகிறது மற்றும் அதே நேரத்தில் துணை தயாரிப்புகளின் உள்ளடக்கத்தை குறைக்கிறது. பூஞ்சைகளில் உள்ள லிபோஜெனீசிஸின் லேசர் ஃபோட்டோஸ்டிமுலேஷன் சாப்பிட முடியாத காளான் மூலப்பொருட்களின் செயலாக்கத்தின் போது உண்ணக்கூடிய மற்றும் தொழில்நுட்ப கொழுப்புகளின் உற்பத்தியை செயல்படுத்துகிறது. நுண்ணுயிரியல் துறையில் பயன்படுத்தப்படும் பூஞ்சைகளில் இனப்பெருக்க உறுப்புகளை உருவாக்கும் லேசர் தூண்டுதலின் தரவுகளும் பெறப்பட்டன.

வழக்கமான ஒளி மூலங்களைப் போலல்லாமல், ஸ்பெக்ட்ரமின் புலப்படும் பகுதியில் உள்ள சாறுகளை லேசர் கிருமி நீக்கம் செய்ய முடியும் என்பதை கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும், இது லேசர்களைப் பயன்படுத்தி நேரடியாக பாட்டிலின் கண்ணாடி வழியாக கருத்தடை செய்வதற்கான வாய்ப்பைத் திறக்கிறது.

லேசர் ஸ்டெரிலைசேஷன் ஒரு சுவாரஸ்யமான அம்சம் குறிப்பிடப்பட்டுள்ளது. குறைந்த சக்தி மட்டத்தில், லேசர் கதிர்வீச்சு மற்றும் வழக்கமான ஒளி மூலத்துடன் கதிர்வீச்சுக்கான நுண்ணுயிர் உயிரணுக்களின் உயிர்வாழ்வு வளைவுகள் நடைமுறையில் ஒத்துப்போகின்றன என்றால், லேசர் கதிர்வீச்சின் குறிப்பிட்ட சக்தி சுமார் 100 kW / cm2 ஆக இருக்கும் போது, ​​அதன் செயல்திறனில் கூர்மையான அதிகரிப்பு உள்ளது. லேசர் கதிர்வீச்சின் கருத்தடை நடவடிக்கை, அதாவது. செல் இறப்பின் அதே விளைவை அடைய குறைந்த சக்தி மூலத்தைப் பயன்படுத்துவதை விட மிகக் குறைவான ஆற்றல் தேவைப்படுகிறது.

ஒரு பொருத்தமற்ற ஒளி மூலத்துடன் கதிர்வீச்சு செய்யும்போது, ​​இந்த விளைவு கவனிக்கப்படாது. எடுத்துக்காட்டாக, செல்கள் சக்திவாய்ந்த துடிப்புடன் ஒளிரும் போது, ​​ரூபி லேசர் 50% செல்களைத் தாக்க ஒரு ஃபிளாஷ் போதுமானது, அதே நேரத்தில் அதே ஆற்றல், நீண்ட நேரம் உறிஞ்சப்பட்டு, சேதத்தை ஏற்படுத்தாது. , ஆனால் நுண்ணுயிரிகளில் ஒளிச்சேர்க்கை செயல்முறைகள் தீவிரமடைவதற்கு வழிவகுக்கிறது.

சாதாரண நிலைமைகளின் கீழ், ஒரு ஒளி வேதியியல் எதிர்வினைக்குள் நுழையும் மூலக்கூறுகள் ஒரு குவாண்டம் ஒளியை (ஒன்-ஃபோட்டான் உறிஞ்சுதல்) உறிஞ்சுவதால், அவற்றின் வினைத்திறனை அதிகரிக்கிறது. அதிக அளவிலான கதிர்வீச்சின் நிகழ்வுகளின் நிகழ்தகவு இரண்டு- ஃபோட்டான் உறிஞ்சுதல் அதிகரிக்கிறது, இதில் ஒரு மூலக்கூறு இரண்டு ஃபோட்டான்களை ஒரே நேரத்தில் உறிஞ்சுகிறது. இந்த வழக்கில், இரசாயன மாற்றங்களின் செயல்திறன் கூர்மையாக அதிகரிக்கிறது மற்றும் மூலக்கூறுகளின் கட்டமைப்பு அதிக செயல்திறனுடன் சேதமடைகிறது.

சக்திவாய்ந்த லேசர் கதிர்வீச்சுக்கு வெளிப்படும் போது, ​​வழக்கமான ஒளி மூலங்களைப் பயன்படுத்தும் போது கவனிக்கப்படாத பிற நேரியல் அல்லாத விளைவுகள் ஏற்படுகின்றன. அதிர்வெண் f இன் கதிர்வீச்சு சக்தியின் ஒரு பகுதியை 2f, 3f போன்ற அதிர்வெண்களின் கதிர்வீச்சாக மாற்றுவது இந்த விளைவுகளில் ஒன்றாகும். (ஆப்டிகல் ஹார்மோனிக்ஸ் தலைமுறை). இந்த விளைவு அதிக கதிர்வீச்சு மட்டங்களில் கதிரியக்க ஊடகத்தின் நேரியல் அல்லாத பண்புகளால் ஏற்படுகிறது.

உயிரியல் பொருள்கள் புற ஊதா கதிர்வீச்சின் செயல்பாட்டிற்கு மிகவும் உணர்திறன் கொண்டவை என்று அறியப்பட்டதால், ஹார்மோனிக்ஸ் கிருமி நீக்கம் செய்யும் விளைவு மிகவும் பயனுள்ளதாக இருக்கும். அதே நேரத்தில், புற ஊதா கதிர்வீச்சின் மூலத்துடன் ஒரு பொருள் நேரடியாக கதிர்வீச்சு செய்யப்பட்டால், உமிழ்ப்பான் பெரும்பாலான சம்பவ சக்தி மேற்பரப்பு அடுக்குகளில் உறிஞ்சப்படும். விவரிக்கப்பட்ட வழக்கில், புற ஊதா கதிர்வீச்சு பொருளின் உள்ளேயே உருவாக்கப்படுகிறது, இது கருத்தடை விளைவின் அளவீட்டு தன்மைக்கு வழிவகுக்கிறது. வெளிப்படையாக, இந்த விஷயத்தில், கருத்தடை செயல்முறையின் அதிக செயல்திறனை எதிர்பார்க்கலாம்.

லேசர் கதிர்வீச்சின் அதிக அளவிலான ஒரே வண்ணமுடையது ஒரு வகை பாக்டீரியாவை கிருமி நீக்கம் செய்வதை சாத்தியமாக்குகிறது, அதே நேரத்தில் பைனரி பாக்டீரியா அமைப்புகளில் மற்றொரு வகை நுண்ணுயிரிகளின் வளர்ச்சியைத் தூண்டுகிறது, அதாவது இலக்கு "தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட" கருத்தடைகளை உருவாக்குகிறது.

இந்த பயன்பாட்டின் பகுதிகளுக்கு கூடுதலாக, ஒளிக்கதிர்கள் பல்வேறு அளவுகளை அளவிடப் பயன்படுகின்றன - ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி, பொருள்களின் இடப்பெயர்வுகள் (குறுக்கீடு முறை), அதிர்வுகள், ஓட்டம் வேகம் (லேசர் அனிமோமீட்டர்கள்), ஒளியியல் வெளிப்படையான ஊடகங்களில் உள்ள ஒத்திசைவுகள். ஒளிக்கதிர்களின் உதவியுடன், மேற்பரப்பின் தரத்தை கண்காணிக்கவும், வெளிப்புற காரணிகளில் கொடுக்கப்பட்ட பொருளின் ஒளியியல் பண்புகளின் சார்புநிலையை ஆய்வு செய்யவும், நுண்ணுயிரிகளுடன் சுற்றுச்சூழலின் மாசுபாட்டை அளவிடவும் முடியும்.