ලේසර්
ලේසරයක් යනු සමචාරී ආලෝක විකිරණ විමෝචනය කරන ඉලෙක්ට්‍රොනික ප්රකාශ
උපකරණයකි. "laser" යන ඉංග්‍රීසි වදන “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation” යන යෙදුමෙහි සංක්ෂිප්ත ආකාරයක් වන අතර එහි අරුත “උත්තේජිත විකිරණ විමෝචනය මඟින් ආලෝක වර්ධනය” යන්නයි. නිශ්චිත තරංග ආයාමයක් සහිත ඒක වර්ණ, අඩු අපසාරී, පටු ආලෝක කදම්භයක් විමෝචනය කරයි. (ලේසර් දෘශ්‍යමාන වර්ණාවලියේ ක්‍රියාත්මක වන විට තනි වර්ණයකින් යුතුව පෙනේ) ඒ අනුව පුළුල් ප්‍රදේශයක් පුරා වර්ණාවලියේ පුළුල් තරංග ආයාම පරාසයකට අයත් විකිරණ විමෝචනය කරන තාප දීප්ත විදුලි බුබුලු වැනි ආලෝක ප්‍රභව වලින් ලේසර් ආලෝකය වෙනස් වේ.
1960 මැයි මාසයේ දී තියඩෝ මේමන් (Theodore Maiman) විසින් “හියුජ්” පරීක්ෂණ විද්‍යාගාරයේ දී පළමු ක්‍රියාකාරී ලේසරය ආදර්ශනය කරන ලදී. වර්තමානයේ ලේසර් නිර්මාණය භාවිතය ඩොලර් බිලියන ගණනක කර්මාන්තයක් බවට පත් වී තිබේ. වඩාත් ප්‍රචලිත ලේසර් භාවිතයන් වනුයේ සංයුක්ත තැටි හා DVD ධාවක වැනි ප්රකාශ සංචායක උපකරණ ආශ්‍රිත වේ. මෙහි දී ලේසරය (විශාලත්වයෙන් මිලි මීටර් කීපයක් වූ) තැටියේ මතුපිට පෘෂ්ටය පරිලෝකනය කිරීමට භාවිතා වේ. ලේසර්වල අනෙකුත් පොදු භාවිතයන් අතර බාර්කෝඩ් කියවන ලේසර් මුද්‍රණ යන්ත්‍ර හා ලේසර් සූචක ආදිය අයත් වේ. කාර්මිකව වානේ හා වෙනත් ලෝහ කැපීම සඳහාත් විවිධ රටා මුද්‍රණය (පරිගණක යතුරු පුවරුවක අකුරු මුද්‍රණය වැනි) සඳහා ලේසර් කිරණ භාවිතා වේ. වර්ණාවලීක්ෂණය ආදී විවිධ විද්‍යාත්මක ක්ෂේත්‍රවල දී ලේසර් කිරණ භාවිතා වන අතර ලේසර් කිරණ නිශ්චිත තරංග ආයාම සහිත වීම හෝ ස්පන්ද ලේසර් කිරණවල කුඩා ස්පන්ද කාලය සාමාන්‍යයෙන් මෙසේ යොදා ගැනීමට හේතු වේ. තවද යුධමය කටයුතුවලදි පරාස සූචක ඉලක්ක හඳුනාගැනීමේ උපකරණ සඳහා හා අවි ආයුධ ක්‍රියාකාරීත්වය සඳහා ප්‍රදීපනයට ලේසර් භාවිතා කරයි. තව ද වෛද්‍ය විද්‍යාවේ දී අභ්‍යන්තර ශල්‍යකර්ම හා අංගරාග යෙදුම් (cosmetic applications) සඳහා ලේසර් යොදා ගැනේ.
ලේසර් උත්පාදකයක සැකැස්ම
සංස්කරණය
1. වර්ධක මාධ්‍ය
2. ශක්ති ප්‍රභවය
3. ඉහළ දර්පණය
4. අර්ධ පාරදෘෂ්‍ය දර්පණය
5. ලේසර් කදම්භය
ලේසර් කිරණ නිපදවන උපකරණය සෑදී ඇත්තේ ක්‍රියාකාරී ලේසර් මාධ්‍යක් (වර්ධක මාධ්‍ය gain medium), පරාවර්තක ප්රකාශ කුහරයක් ලේසර් මාධ්‍ය වෙත ශක්තිය ලබාදීමට බල සැපයුමක් ආදියෙනි. වර්ධක මාධ්‍ය යනු උත්තේජිත විමෝචනය මගින් ආලෝකය වර්ධනය කිරීමේ ගුණය සහිත ද්‍රව්‍යයකි. සරලම ආකාරය සැලකූ විට, කුහරය තුල තල දර්පණ දෙකක් එකිනෙකට මුහුණට මුහුණ ලා තබා ඇත. එනම් එහි වදින ආලෝකය මාධ්‍ය හරහා කිහිපවරක් එහා මෙහා යාමට හැකි ආකාරයට සකස් කර ඇත. මෙම දර්පණ දෙකෙන් එකක්, අර්ධ පාරදෘෂ්‍ය වේ. එනම් ප්‍රතිදානය හෙවත් ආලෝක පිටවුම සිදුවන්නේ මෙම දර්පණය හරහාය.
යම් නිශ්චිත තරංග ආයාමයක් සහිත ආලෝක කිරණ ලේසර් මාධ්‍ය හරහා ගම්න කිරීමේදී වර්ධනය (ශක්තිය) වීමකට භාජනය වේ. දෙපස ඇති දර්පණ මගින් ආලෝක කිරණය කිහිප වතාවක් මාධ්‍ය හරහා ගමන් කරවයි. එමගින් කිරණය සතු ශක්තිය නැවත නැවතත් වර්ධනය වේ. දර්පණ දෙක අතර පරාවර්තනය වෙමින් පවතින ආලෝක කිරණ අර්ධ පාරදෘෂ්‍ය දර්පණය හරහා ආලෝක කදම්භයක් ලෙසින් පිටතට පැමිණෙයි.
ආලෝකය වර්ධනය කිරීම සඳහා ශක්තිය සැපයීම ලේසර් පොම්ප කිරීම ලෙසින් හැඳින්වේ. ශක්තිය සාමාන්‍යයෙන් විද්‍යුතය ලෙස හෝ වෙනත් තරංග ආයාමයක් සහිත ආලෝකය ලෙස ලබාදෙනු ලැබේ. එවැනි ආලෝකයක් බොහෝ විට ලබා දෙන්නේ සෙනොන් ලාම්පුවකින් හෝ වෙනත් ලේසරයකිනි. බොහෝ භාවිතයේ ඇති ලේසර වල පිටකරන ආලෝකයේ තරංග ආයාමය වෙනස් කිරීම ආලෝක කදම්භයේ හැඩය වෙනස් කිරීම ආදිය සිදුකළ හැක.
ලේසර් වර්ග හා ඒවායේ මූලධර්ම
සංස්කරණයලේසර් වල යෙදීම්
සංස්කරණය1960 දී ලේසර් සොයා ගත් විට එය “ගැටළුවක් සොයන විසදුමක්” ලෙස හඳුන්වනු ලැබීය. එතැන් සිට ඒවා සාර්වත්‍රික බවට පත්වී තිබෙන අතර නවීන සමාජයේ සෑම ක්ෂේත්‍රයකම දහස් ගණන් විවිධ යෙදුම්වලදී එනම්, පාරිභෝගික ඉලෙක්ට්‍රොනික, තොරතුරු තාක්ෂණය විද්‍යාව, වෛද්‍ය විද්‍යාව, කර්මාන්ත, විනෝදාංශ, නීති වලංගු කරණය හා යුධමය කටයුතු ආදී ක්ෂේත්‍රවලදී භාවිතා කරයි.
සාමාන්‍ය ජනයා‍ට එදිනෙදා ජීවිතයේදී දැකගත හැ කිලේසර්වල පළමු යෙදීම වූයේ 1974 දී හඳුන්වාදෙන ලද සුපිරි වෙළෙඳ සැල්වල කේත දඩු (Barcode) පරිලෝකන උපකරණයි. 1978 දී හඳුන්වා දෙන ලද ලේසර් තැටි ධාවකය ලේසර් භාවිතා කර නිපද වූ ප්‍රථම සාර්ථක පාරිභෝගික නිෂ්පාදනය වන නමුත් 1982 දී හඳුන්වාදුන් සංයුක්ත තැටි ධාවකය සත්‍ය වශයෙන්ම පාරිභෝගික නිවෙස්වල සුලභ වූ පළමු ලේසර්වලින් යුත් උපකරණය විය. ටික කලකට පසුව ලේසර් මුද්‍රක ද නිපදවිය.
තවත් භාවිතයේ ඇති යෙදීම්
- වෛද්‍ය විද්‍යා - රුධිරය රහිත සැත්කම්, ලේසර් සුව කිරීම්, ශල්‍ය කර්ම ප්‍රතිකාර, වකුගඩු ගල් සදහා වූ ප්‍රතිකාර , අක්ෂි ප්‍රතිකාර, දන්ත වෛද්‍ය විද්‍යාව
- කර්මාන්ත ක්ෂේත්රය - කැපීම, පෑස්සීම, ද්‍රව්‍ය තාපන ප්‍රතිකර්ම, ස්පර්ශ නොකර මිනුම් ගැනීම.
- ආරක්ෂක කටයුතු - ඉලක්ක ලබා ගැනීම, යුධෝපකරණ නියාමනය, මිසයිල ආරක්ෂණය, ප්රකාශ විද්‍යුත් ප්‍රති මිනුම් (EOCM), රේඩාර් වලට විල්පයක් ලෙස.
- නීති ක්ෂේත්රය - ඇඟිලි සලකුණු හඳුනාගැනීම සඳහා
- පර්යේෂණ කටයුතු - වර්ණාවලීක්ෂණය, ලේසර් ගෙවී යෑම, ලේසර් මෘදු කිරීම, ලේසර් ප්‍රකිරණය, ලේසර් නිරෝධනය, ලිඩාර් (LIDAR)
- නිෂ්පාදන සංවර්ධනය / වාණිජ්‍ය - ලේසර් මුද්‍රක උපකරණ, CD/DVD තැටි, කේත දඬු (Barcode) පරිලෝකන, උෂ්ණත්වමාන, ලේසර් දර්ශක, හොලෝග්‍රෑම් තාක්ෂණය
2004 දී ඩයෝඩ ලේසර් හැරුණු කොට අමරිකන් ඩොලර් බිලියන 2.19 ක පමණ වටිනාකමක් ඇති ලේසර් ආසන්න වශයෙන් 131000 ක් ලෝකය පුරා අලෙවි විය. එම වර්ෂයේ දීම ඩොලර් බිලියන 3.2 ක් වටිනා ඩයෝඩ ලේසර් ආසන්න වශයෙන් මිලියන 733 ක් අලෙවි විය.
ජවය මඟින් උදාහරණ
සංස්කරණය
විවිධ භාවිතයන් සඳහා වෙනස් ප්‍රතිදාන ජවයන් ඇති ලේසර් අවශ්‍ය වේ. අඛණ්ඩ කදම්භයක් හෝ කෙටි ස්පන්ධ ශ්‍රේණියක් නිපදවන ලේසර් ඒවායේ මධ්‍යන්‍ය ජවය මත පදනම්ව සංසන්දනය කළ හැක. ස්පන්ද නිපදවන ලේසර් එම ස්පන්දවල කුළු ජවය මත පදනම්ව වර්ගීකරණය කළ හැක. ස්පන්ද ලේසරයක ඇති කුළු ජවය එහි මධ්‍යන්‍යය ජවයට වඩා අතිශය විශාලත්වයකින් යුක්ත වේ. මධ්‍යන්‍යය ප්‍රතිදාන ජවය නිතරම භාවිතා කළ ජවයට වඩා අඩු වේ.
සමහර යෙදීම් සදහා අවශ්‍ය වන අඛණ්ඩ හෝ මධ්‍යන්‍යය ජවයන්
| ජවය | භාවිතය |
|---|---|
| 1-5 mW | ලේසර් දර්ශක |
| 5 mW | CD – ROM ධාවක |
| 5 – 10mW | DVD ධාවක හෝ DVD – ROM ධාවක |
| 100 mW | CD-RW ධාවක |
| 250 mW | අධි වේගී CD-R දාහකය |
| 500 mW | පාරිභෝගික DVD – R දාහකය |
| 1 W | හොලෝගැපික් තැටි (Holographic Versatile Disc) සංවර්ධන මූලාකෘති වල වූ කොල පැහැති ලේසර් |
| 1 – 20 W | අණ්වීක්ෂීය යාන්ත්‍රන සදහා බහුලව භාවිතා කරන වාණිජ්‍යමය වශයෙන් පවතින ඝන අවස්ථා ලේසර් බොහොමයක ප්‍රතිදානය |
| 30 – 100 W | මුද්‍රා තබන ලද CO2 ශල්‍යකර්ම ලේසර් |
| 100-3000 W | (කුළු ප්‍රතිදානය 1.5 kW) - කර්මාන්ත ක්ෂේත්‍රයේ ලේසර් කැපුම් සඳහා භාවිතා කරන මුද්‍ර තබන ලද CO2 ලේසර |
| 1 kW | මූලාකෘති ඩයෝඩ (1cm) ලේසර් කදම්භයකින් ලබා ගැනීමට බලාපොරොත්තු වන ප්‍රතිදාන ජවය |
ඉහළ කුළු ජවයක් සහිත ස්පන්දන පද්ධති සදහා නිදසුන්
- 700 TW (ටෙරා වොට්) (700x1012 W) - National Ignition Facilityහි පිහිටා ඇත, කදම්භයන් 192 ක් අඩංගු වන මීටර් 10 ක විශ්කම්භයක් ඇති ඉලක්ක කුටියක් සහිත 1.8 MJ (මෙගා ජුල්) ක ලේසර් පද්ධතියකි.
- 1.3 PW (පෙටා වොට්) (1.3x1015 W) – 1998 වන විට ලෝකයේ වඩාත්ම බලවත් ලේසරය වන අතර ලෝරන්ස් ලිවර්මොර් විද්‍යාගාරයේ (Lawrence Livermore Laboratory) පිහිටුවා ති‍ෙබ්.
විනෝදාංශීය භාවිතා කිරීම
සංස්කරණයනූතන වර්ෂවලදී විනෝදාංශකරුවන් ලේසර් පිළිබඳ වැඩි උනන්දුවක් ඇති කරගෙන ඇත. විනෝදාංශකරුවන් විසින් භාවිතා කරන ලේසර් සාමාන්‍යයෙන් IIIa හෝ IIIb කාණ්ඩවල ඒවා වන නමුත් සමහරෙක් ඔවු‍න් විසින් නිපද වූ IV කාණ්ඩයේ ලේසර් ද භාවිතා කරයි. කෙසේ නමුත් අනෙක් විනෝදාංශකරුවන් හා සසඳන විට ලේසර් විනෝදාංශකරුවන් එතරම් සුලභ නොවේ. එයට හේතුව වන්නේ ලේසර්වල මිළ අධික කම හා අනතුරුදායක කමයි. ලේසර්වල මිළ අධිකකම නිසා සමහර විනෝදාංශකරුවන් DVD දාහකවලින් ලබාගන්නා ඩයෝඩ ලබා ගැනීම වැනි මිල අධික නොවන ක්‍රම ලේසර් ලබා ගැනීමට භාවිතා කරයි.
එලෙසම විනෝදාංශකයන් විසින් ඉවතලන යුද උපකරණවලින් ද ලබා ගන්නා අධි ස්පන්ධ ලේසර ලබා ගන්නා අතර ඒවා ස්පන්දිත හොලෝ ග්‍රැපි සදහා නවීකරණය කරයි. ස්පන්දිත රබි හා ස්පන්දිත YAG ලේසර් ද භාවිතා කරයි.
ආරක්ෂාව
සංස්කරණය
ප්‍රථම ලේසරය අනතුරුදායක ලෙස හදුනා ගැනුනත්, තියඩෝර් මේමන් (Theodore Maiman) ප්‍රථම ලේසරය එක් ජිලට් එකක බලයක් තිබෙන ලෙස වර්ගීකරණය කළේය. එයට හේතුව වුයේ එම ලේසර් කදම්භයට එක් ජිලට් රේසර් බ්ලේඩ් තලයක් පුළුස්සා දැමිය හැකි වීමයි. වර්ථමානයේ පිළිගනු ලබන්නේ මිලිවොට් (mW) කිහිපයක ප්‍රතිදාන බලයකින් යුත් අඩුබල ලේසර් වලට පවා මනුෂ්‍ය පෙනීමට හානි පැමිණ විය හැකි බවයි.
ස්වච්චයට හා කාචයට හොදින් නාභිගත කර හැකි තරංග ආයාම වලදී ලේසර් ආලෝකයේ සංශක්තිය හා අඩු අපසරණය නිසා එය ඇස මගින් දෘෂ්ඨි විතානය ඉතාමත් කුඩා ලක්ෂ්‍යයකට නාභිගත වීම සිදු විය හැක. මේ නිසා ස්ථානීය පිලිස්සීම් හා තත්ත්පර ගණනකදී හෝ ඊටත් වඩා අඩු කාලයකදී ස්ථිර පලුදු වීම් සිදු විය හැක. ලේසර I (ආරක්ෂිතයි) සිට IV (විසිරි ආලෝකයෙන් පවා ඇසට හා / හෝ සමට හානිකල හැක) දක්වා ආරක්ෂිතතභාවය පදනම් කරගෙන පංති වලට වර්ගීකරණය කර ඇත.
- Class I/1 ආරක්ෂිතයි. උදා: CD වාදක
- Class II/2 සාමාන්‍ය භාවිතය සඳහා ආරක්ෂිතය. ඇසිපිය ගැසීම ආරක්ෂාව සඳහා ප්‍රමාණවත්ය. සාමාන්‍යයෙන් 1 mW දක්වා වූ ලේසර මෙම පංතියට අයත්වේ. උදා: ලේසර් දර්ශක (laser pointers)
- Class IIIa/3R සාමාන්‍යයෙන් 5 mW දක්වා ලේසර මෙම පංතියට අයත් වේ. ඇසිපිය ගසන මොහොතකදී වුවද ඇසට හානිකිරීමට සුළු ඉඩක් ඇති අතර එවැනි කදම්භයක් දෙස තත්පර ගණනක් බලා සිටීමෙන් දෘෂ්ඨි විතානයට හානි පැමිණිය හැක.
- Class IIIb/3B නිරාවරණය වීමෙන් ක්‍ෂණික අක්ෂි හානියක් සිදු කළ හැකිය.
- Class IV/4 විසිරි ආලෝකයෙන් පවා ඇසට හා / හෝ සමට හානිකල හැක. බොහෝ විද්‍යාත්මක හා කර්මාන්තමය ලේසර මෙම පංතියට අයත් වේ.
තරංග ආයාමය මයික්‍රෝමීටර 1.4 ට වඩා වැඩි සමහරක් අධෝරක්ත ලේසර අක්ෂි ආරක්ෂිත ලේසර ලෙස හදුන්වනු ලැබේ. මෙයට හේතුව වන්නේ ජල අනුවල නිසඟ කම්පනය වීම් මගින් වර්ණාවලියේ මෙම කොටසේ ඇති ආලෝකය ඉතා තදින් උරාගන්නා අතර එමනිසා මෙම තරංග ආයාම වල ඇති ලේසර් කදම්භ එය ඇසෙහි ස්වච්චය හරහා යාමේදී සම්පුර්නයෙන්ම අවශෝෂණය වන අතර ඒ හේතුවෙන් කාචයෙන් දෘෂ්ඨි විතානයට නාභිගත කිරීමට ආලෝකයක් ඉතිරි නොවේ. කෙසේ නමුත් අක්ෂි ආරක්ෂිත යන ලේබලය යම්තාක් දුරකට නොමග යවන්නක් විය හැක. එයට හේතුව මෙම තරංග ආයාම වල අධි ශක්ති හෝ Q ස්විච් කරණය කරන ලද ලේසරයක් මගින් බරපතල අක්ෂි ආබාධ ඇති කරමින් ස්වච්චය පුළුස්සා දැමිය හැක.