लेसर - डिव्हाइस आणि ऑपरेशनचे सिद्धांत

माध्यमातून जात असताना प्रकाशाचे सामान्य वर्तन

साधारणपणे, जेव्हा प्रकाश एखाद्या माध्यमातून जातो तेव्हा त्याची तीव्रता कमी होते. या क्षीणतेचे संख्यात्मक मूल्य बोगुअरच्या कायद्यावरून आढळू शकते:

या समीकरणात, मी माध्यमात प्रवेश करत असलेल्या आणि बाहेर पडत असलेल्या प्रकाशाच्या तीव्रतेव्यतिरिक्त, माध्यमाचा रेखीय प्रकाश शोषण गुणांक नावाचा एक घटक देखील आहे. पारंपारिक ऑप्टिक्समध्ये, हा गुणांक नेहमी सकारात्मक असतो.

नकारात्मक प्रकाश शोषण

काही कारणास्तव शोषण गुणांक ऋणात्मक असल्यास काय? मग काय? प्रकाश माध्यमातून जात असताना त्याचे प्रवर्धन होईल; खरं तर, माध्यम नकारात्मक शोषण दर्शवेल.

अशा चित्राचे निरीक्षण करण्यासाठी परिस्थिती कृत्रिमरित्या तयार केली जाऊ शकते. प्रस्तावित घटनेच्या अंमलबजावणीच्या मार्गाशी संबंधित सैद्धांतिक संकल्पना 1939 मध्ये सोव्हिएत भौतिकशास्त्रज्ञ व्हॅलेंटिन अलेक्झांड्रोविच फॅब्रिकंट यांनी तयार केली होती.

त्यातून जाणार्‍या काल्पनिक प्रकाश-प्रवर्धक माध्यमाचे विश्लेषण करताना, फॅब्रिकंटने प्रकाश-प्रवर्धनाचे तत्त्व मांडले. आणि 1955 मध्येसोव्हिएत भौतिकशास्त्रज्ञ निकोलाई गेनाडीविच बसोव आणि अलेक्झांडर मिखाइलोविच प्रोखोरोव्ह यांनी ही फॅब्रिकंट कल्पना इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक स्पेक्ट्रमच्या रेडिओ फ्रिक्वेंसी क्षेत्रावर लागू केली.

नकारात्मक शोषणाच्या शक्यतेची भौतिक बाजू विचारात घ्या. आदर्श स्वरूपात, अणूंच्या ऊर्जेचे स्तर रेषा म्हणून दर्शविले जाऊ शकतात - जसे की प्रत्येक अवस्थेतील अणूंनी फक्त E1 आणि E2 ऊर्जा कठोरपणे परिभाषित केली आहे. याचा अर्थ असा की एका राज्यातून दुसर्‍या राज्यात संक्रमण करताना, अणू एकतर अचूकपणे परिभाषित तरंगलांबीचा एकरंगी प्रकाश उत्सर्जित करतो किंवा शोषून घेतो.

परंतु वास्तविकता आदर्शापासून दूर आहे, आणि खरं तर अणूंच्या उर्जा पातळीची एक विशिष्ट मर्यादित रुंदी असते, म्हणजेच ते अचूक मूल्यांच्या रेषा नाहीत. म्हणून, स्तरांमधील संक्रमणादरम्यान, उत्सर्जित किंवा शोषलेल्या फ्रिक्वेन्सी dv ची एक विशिष्ट श्रेणी देखील असेल, जी संक्रमण ज्या ऊर्जा पातळी दरम्यान होते त्याच्या रुंदीवर अवलंबून असते. E1 आणि E2 ची मूल्ये केवळ अणूची मध्यम ऊर्जा पातळी दर्शवण्यासाठी वापरली जाऊ शकतात.

तर, E1 आणि E2 हे ऊर्जा पातळीचे मध्यबिंदू आहेत असे आपण गृहीत धरले असल्याने, आपण या दोन अवस्थांमधील अणूचा विचार करू शकतो. E2>E1 द्या. जेव्हा अणू या स्तरांमधून जातो तेव्हा एकतर इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेडिएशन शोषून किंवा उत्सर्जित करू शकतो. समजा, ग्राउंड स्टेट E1 मध्ये असल्याने, एक अणू E2-E1 ऊर्जेसह बाह्य रेडिएशन शोषून घेतो आणि उत्तेजित स्थिती E2 मध्ये जातो (अशा संक्रमणाची संभाव्यता आइन्स्टाईन गुणांक B12 च्या प्रमाणात असते).

E2 उत्तेजित अवस्थेत असल्याने, E2-E1 ऊर्जेसह बाह्य किरणोत्सर्गाच्या क्रियेतील अणू E2-E1 उर्जेसह एक क्वांटम उत्सर्जित करतो आणि ऊर्जा E1 सह ग्राउंड स्टेटमध्ये संक्रमण करण्यास भाग पाडले जाते (अशा संक्रमणाची संभाव्यता प्रमाणानुसार असते. आइन्स्टाईन गुणांक B21).

व्हॉल्यूम स्पेक्ट्रल घनता w (v) सह मोनोक्रोमॅटिक किरणोत्सर्गाचा समांतर बीम अशा पदार्थातून जातो ज्याच्या थरामध्ये एकक क्रॉस-सेक्शनल एरिया आणि जाडी dx असेल, तर त्याची तीव्रता मूल्यानुसार बदलेल:

येथे n1 हे E1 राज्यांमधील अणूंचे एकाग्रता आहे, n2 हे E2 अवस्थेतील अणूंचे प्रमाण आहे.

B21 = B12 असे गृहीत धरून समीकरणाच्या उजव्या बाजूस असलेल्या अटी बदलून आणि नंतर B21 साठी अभिव्यक्ती बदलून, आपल्याला अरुंद ऊर्जा स्तरांवर प्रकाशाच्या तीव्रतेतील बदलाचे समीकरण मिळते:

सराव मध्ये, वर नमूद केल्याप्रमाणे, ऊर्जा पातळी अमर्यादपणे अरुंद नाहीत, म्हणून त्यांची रुंदी विचारात घेणे आवश्यक आहे. ट्रान्सफॉर्मेशन्सच्या वर्णनासह आणि सूत्रांच्या समूहासह लेखात गोंधळ होऊ नये म्हणून, आम्ही फक्त लक्षात घेतो की वारंवारता श्रेणी प्रविष्ट करून आणि नंतर x वर एकत्रित केल्याने, आम्ही सरासरीचे वास्तविक शोषण गुणांक शोधण्यासाठी एक सूत्र मिळवू:

हे स्पष्ट आहे की थर्मोडायनामिक समतोलाच्या परिस्थितीत, कमी उर्जा स्थिती E1 मधील अणूंचे एकाग्रता n1 हे उच्च स्थितीतील E2 मधील अणूंच्या एकाग्रता n2 पेक्षा नेहमीच जास्त असते, नकारात्मक शोषण सामान्य परिस्थितीत अशक्य आहे, ते वाढवणे अशक्य आहे. कोणतेही अतिरिक्त उपाय न करता प्रत्यक्ष वातावरणात जाऊन प्रकाश...

नकारात्मक शोषण शक्य होण्यासाठी, अशी परिस्थिती निर्माण करणे आवश्यक आहे जेव्हा उत्तेजित अवस्थेत E2 मध्ये अणूंची एकाग्रता ग्राउंड स्टेट E1 मधील अणूंच्या एकाग्रतेपेक्षा जास्त असेल, म्हणजेच ते आयोजित करणे आवश्यक आहे. अणूंचे त्यांच्या उर्जेच्या स्थितीनुसार माध्यमातील उलट वितरण.

पर्यावरणाच्या ऊर्जा पंपिंगची गरज

उर्जा पातळीची उलटी लोकसंख्या आयोजित करण्यासाठी (एक सक्रिय माध्यम मिळविण्यासाठी) पंपिंग (उदा. ऑप्टिकल किंवा इलेक्ट्रिकल) वापरले जाते. ऑप्टिकल पंपिंगमध्ये अणूंद्वारे निर्देशित केलेल्या रेडिएशनचे शोषण समाविष्ट असते, ज्यामुळे हे अणू उत्तेजित अवस्थेत जातात.

गॅस माध्यमात इलेक्ट्रिकल पंपिंगमध्ये गॅस डिस्चार्जमधील इलेक्ट्रॉन्ससह अणुची अटळ टक्कर होऊन अणूंचे उत्तेजित होणे समाविष्ट असते. फॅब्रिकंटच्या मते, अणूंच्या काही कमी-ऊर्जा अवस्था आण्विक अशुद्धतेच्या माध्यमातून काढून टाकल्या पाहिजेत.

दोन-स्तरीय माध्यमात ऑप्टिकल पंपिंगचा वापर करून सक्रिय माध्यम मिळवणे व्यावहारिकदृष्ट्या अशक्य आहे, कारण परिमाणात्मक रीतीने अणूंचे प्रति युनिट वेळ राज्य E1 ते राज्य E2 पर्यंत आणि त्याउलट (!) या प्रकरणात समतुल्य असेल, याचा अर्थ असा की कमीतकमी तीन-स्तरीय प्रणालीचा अवलंब करणे आवश्यक आहे.

तीन-स्टेज पंपिंग सिस्टमचा विचार करा. फोटॉन ऊर्जा E3-E1 सह बाह्य विकिरण माध्यमावर कार्य करू द्या तर माध्यमातील अणू ऊर्जा E1 सह अवस्थेतून E3 उर्जेसह राज्यात जातात. E3 ऊर्जा स्थितीपासून, E2 स्थिती आणि E1 मध्ये उत्स्फूर्त संक्रमण शक्य आहे. उलटी लोकसंख्या प्राप्त करण्यासाठी (जेव्हा दिलेल्या माध्यमात E2 पातळीसह अधिक अणू असतात), E2 पातळी E3 पेक्षा जास्त काळ टिकणे आवश्यक आहे. यासाठी खालील अटींचे पालन करणे महत्त्वाचे आहे.

या अटींचे पालन करणे म्हणजे E2 अवस्थेतील अणू जास्त काळ टिकून राहतात, म्हणजेच E3 ते E1 आणि E3 ते E2 उत्स्फूर्त संक्रमणाची संभाव्यता E2 ते E1 पर्यंत उत्स्फूर्त संक्रमणाची संभाव्यता ओलांडते. मग E2 पातळी जास्त काळ टिकेल आणि E2 स्तरावरील अशा स्थितीला मेटास्टेबल म्हटले जाऊ शकते. म्हणून, जेव्हा v = (E3 — E1)/h वारंवारता असलेला प्रकाश अशा सक्रिय माध्यमातून जातो, तेव्हा हा प्रकाश वाढविला जाईल. त्याचप्रमाणे, चार-स्तरीय प्रणाली वापरली जाऊ शकते, नंतर E3 पातळी मेटास्टेबल असेल.

लेसर उपकरण

अशा प्रकारे, लेसरमध्ये तीन मुख्य घटक समाविष्ट आहेत: एक सक्रिय माध्यम (ज्यामध्ये अणूंच्या उर्जा पातळीचे लोकसंख्या उलथापालथ तयार केले जाते), एक पंपिंग सिस्टम (लोकसंख्या उलथापालथ मिळवण्यासाठी एक उपकरण) आणि ऑप्टिकल रेझोनेटर (जे रेडिएशन वाढवते. अनेक वेळा आणि आउटपुटचा निर्देशित बीम बनवते). सक्रिय माध्यम घन, द्रव, वायू किंवा प्लाझ्मा असू शकते.

पंपिंग सतत किंवा स्पंदित केले जाते. सतत पंपिंगसह, माध्यमाच्या ओव्हरहाटिंगमुळे आणि या ओव्हरहाटिंगच्या परिणामांमुळे माध्यमाचा पुरवठा मर्यादित होतो. स्पंदित पंपिंगमध्ये, प्रत्येक वैयक्तिक नाडीच्या मोठ्या सामर्थ्यामुळे माध्यमामध्ये तुकड्यांमध्ये आणलेली उपयुक्त ऊर्जा अधिक प्राप्त होते.

भिन्न लेसर — भिन्न पंपिंग

सॉलिड-स्टेट लेझर शक्तिशाली गॅस-डिस्चार्ज फ्लॅश, फोकस केलेला सूर्यप्रकाश किंवा अन्य लेसरसह कार्यरत माध्यमाचे विकिरण करून पंप केले जातात. हे नेहमी स्पंदित पंपिंग असते कारण शक्ती इतकी जास्त असते की सतत क्रियेने कामाचा रॉड कोसळतो.

लिक्विड आणि गॅस लेसर इलेक्ट्रिकल डिस्चार्जसह पंप केले जातात.रासायनिक लेसर त्यांच्या सक्रिय माध्यमात रासायनिक अभिक्रिया घडत असल्याचे गृहीत धरतात, परिणामी अणूंची उलटी लोकसंख्या प्रतिक्रियांच्या उत्पादनांमधून किंवा योग्य पातळीच्या संरचनेसह विशेष अशुद्धतेपासून प्राप्त होते.

सेमीकंडक्टर लेसर पीएन जंक्शनद्वारे किंवा इलेक्ट्रॉन बीमद्वारे फॉरवर्ड करंटद्वारे पंप केले जातात. याव्यतिरिक्त, अशा पंपिंग पद्धती आहेत जसे की फोटोडिसोसिएशन किंवा गॅस डायनॅमिक पद्धत (गरम वायूंचे अचानक थंड होणे).

ऑप्टिकल रेझोनेटर - लेसरचे हृदय

ऑप्टिकल रेझोनेटर ही आरशांच्या जोडीची एक प्रणाली आहे, सर्वात सोप्या प्रकरणात, दोन आरसे (अवतल किंवा समांतर) एकमेकांच्या विरुद्ध स्थिर असतात आणि त्यांच्यामध्ये सामान्य ऑप्टिकल अक्षासह क्रिस्टल किंवा एक सक्रिय माध्यम असते. गॅस सह क्युवेट. माध्यमांतून एका कोनात जाणारे फोटॉन ते बाजूला सोडतात आणि अक्षाच्या बाजूने फिरणारे, अनेक वेळा परावर्तित होत असलेले फोटॉन प्रवर्धित होतात आणि अर्धपारदर्शक आरशातून बाहेर पडतात.

हे लेसर रेडिएशन तयार करते - सुसंगत फोटॉनचा एक तुळई - एक काटेकोरपणे निर्देशित बीम. आरशांमधील प्रकाशाच्या एका मार्गादरम्यान, नफ्याची परिमाण एका विशिष्ट थ्रेशोल्डपेक्षा जास्त असणे आवश्यक आहे - दुसर्‍या आरशाद्वारे किरणोत्सर्गाच्या तोट्याचे प्रमाण (आरसा जितका चांगला प्रसारित करेल तितका हा थ्रेशोल्ड जास्त असणे आवश्यक आहे).

प्रकाश प्रवर्धन प्रभावीपणे पार पाडण्यासाठी, केवळ सक्रिय माध्यमाच्या आत प्रकाशाचा मार्ग वाढवणे आवश्यक नाही, तर रेझोनेटरमधून बाहेर पडणा-या लाटा एकमेकांच्या टप्प्यात आहेत याची खात्री करणे देखील आवश्यक आहे, त्यानंतर हस्तक्षेप करणार्‍या लाटा मदत करतील. जास्तीत जास्त संभाव्य मोठेपणा.

हे उद्दिष्ट साध्य करण्यासाठी, रेझोनेटरमधील प्रत्येक लाटा स्त्रोत आरशाच्या एका बिंदूकडे परत येणे आवश्यक आहे आणि सर्वसाधारणपणे, सक्रिय माध्यमाच्या कोणत्याही बिंदूवर, अनियंत्रित परावर्तनानंतर प्राथमिक लहरीसह टप्प्यात असणे आवश्यक आहे. . हे शक्य आहे जेव्हा दोन रिटर्नमधील लहरीद्वारे प्रवास केलेला ऑप्टिकल मार्ग ही स्थिती पूर्ण करतो:

जेथे m पूर्णांक आहे, या प्रकरणात फेज फरक 2P च्या गुणाकार असेल:

आता, प्रत्येक लाटा आधीच्या 2pi पेक्षा फेजमध्ये भिन्न असल्याने, याचा अर्थ रेझोनेटरमधून बाहेर पडणाऱ्या सर्व लाटा एकमेकांच्या टप्प्यात असतील, जास्तीत जास्त मोठेपणा हस्तक्षेप करेल. रेझोनेटरमध्ये आउटपुटमध्ये जवळजवळ मोनोक्रोमॅटिक समांतर रेडिएशन असेल.

रेझोनेटरच्या आत असलेल्या आरशांचे ऑपरेशन रेझोनेटरच्या आतील उभ्या लहरींशी संबंधित मोडचे प्रवर्धन प्रदान करेल; इतर मोड (वास्तविक परिस्थितीच्या वैशिष्ट्यांमुळे उद्भवणारे) कमकुवत होतील.

रुबी लेसर - पहिली घन स्थिती

पहिले सॉलिड-स्टेट उपकरण 1960 मध्ये अमेरिकन भौतिकशास्त्रज्ञ थिओडोर मैमन यांनी तयार केले होते. ते रुबी लेसर होते (रुबी — Al2O3, जेथे काही जाळीच्या साइट्स — 0.5% च्या आत — ट्रिपली आयनाइज्ड क्रोमियमने बदलल्या जातात; जितके जास्त क्रोमियम, तितका रुबी क्रिस्टलचा रंग गडद).

1960 मध्ये डॉ. टेड मेमन यांनी डिझाइन केलेले पहिले यशस्वी कार्यरत लेसर.

4 ते 20 मिमी व्यासाचा आणि 30 ते 200 मिमी लांबीचा सर्वात एकसंध क्रिस्टलचा बनलेला एक माणिक सिलेंडर, याच्या काळजीपूर्वक पॉलिश केलेल्या टोकांना चांदीच्या थरांच्या स्वरूपात बनवलेल्या दोन आरशांच्या दरम्यान ठेवलेला असतो. सिलेंडर सर्पिल-आकाराचा गॅस डिस्चार्ज दिवा त्याच्या संपूर्ण लांबीसह सिलेंडरला घेरतो आणि कॅपेसिटरद्वारे उच्च व्होल्टेजसह पुरवला जातो.

जेव्हा दिवा चालू केला जातो, तेव्हा माणिक तीव्रतेने विकिरणित होते, तर क्रोमियमचे अणू स्तर 1 वरून स्तर 3 वर जातात (ते 10-7 सेकंदांपेक्षा कमी काळ या उत्तेजित अवस्थेत असतात), येथेच सर्वात जास्त संक्रमण होण्याची शक्यता असते. लेव्हल 2 लक्षात आले आहे — मेटास्टेबल पातळीपर्यंत. अतिरिक्त ऊर्जा रुबी क्रिस्टल जाळीमध्ये हस्तांतरित केली जाते. स्तर 3 ते स्तर 1 पर्यंत उत्स्फूर्त संक्रमणे नगण्य आहेत.

लेव्हल 2 ते लेव्हल 1 मधील संक्रमण निवड नियमांद्वारे निषिद्ध आहे, म्हणून या स्तराचा कालावधी सुमारे 10-3 सेकंद आहे, जो स्तर 3 पेक्षा 10,000 पट जास्त आहे, परिणामी, स्तर 2 सह माणिकमध्ये अणू जमा होतात — ही पातळी 2 ची उलट लोकसंख्या आहे.

उत्स्फूर्त संक्रमणादरम्यान उत्स्फूर्तपणे उद्भवणारे, फोटॉन 2 ते लेव्हल 1 पर्यंत सक्तीचे संक्रमण घडवून आणू शकतात आणि दुय्यम फोटॉनच्या हिमस्खलनास कारणीभूत ठरू शकतात, परंतु ही उत्स्फूर्त संक्रमणे यादृच्छिक असतात आणि त्यांचे फोटॉन अव्यवस्थितपणे प्रसारित होतात, बहुतेक रेझोनेटर त्याच्या साइडवॉलमधून सोडतात.

परंतु अक्षावर आदळणारे फोटॉन आरशांमधून अनेक परावर्तित होतात, ज्यामुळे दुय्यम फोटॉन्सचे जबरदस्त उत्सर्जन होते, जे पुन्हा उत्तेजित उत्सर्जनास उत्तेजन देतात आणि असेच. हे फोटॉन प्राथमिक फोटॉन्स सारख्याच दिशेने फिरतील आणि क्रिस्टलच्या अक्षासह प्रवाह हिमस्खलनाप्रमाणे वाढतील.

फोटॉनचा गुणाकार प्रवाह रेझोनेटरच्या बाजूच्या अर्धपारदर्शक आरशातून प्रचंड तीव्रतेच्या काटेकोरपणे दिशात्मक प्रकाश किरणाच्या रूपात बाहेर पडेल. रुबी लेसर 694.3 एनएमच्या तरंगलांबीवर कार्य करते, तर नाडीची शक्ती 109 डब्ल्यू पर्यंत असू शकते

हेलियमसह निऑन लेसर

हेलियम-निऑन (हेलियम/निऑन = 10/1) लेसर हे सर्वात लोकप्रिय वायू लेसरांपैकी एक आहे. गॅस मिश्रणातील दाब सुमारे 100 Pa आहे.निऑन एक सक्रिय वायू म्हणून कार्य करते, ते सतत मोडमध्ये 632.8 एनएम तरंगलांबीसह फोटॉन तयार करते. हेलियमचे कार्य निऑनच्या वरच्या उर्जा पातळींपैकी एकापासून उलटी लोकसंख्या तयार करणे आहे. अशा लेसरची स्पेक्ट्रम रुंदी सुमारे 5 * 10-3 Hz सुसंगतता लांबी 6 * 1011 मीटर, सुसंगतता वेळ 2 * 103 ° से.

जेव्हा हेलियम-निऑन लेसर पंप केला जातो तेव्हा उच्च-व्होल्टेज विद्युत डिस्चार्ज हेलियम अणूंचे संक्रमण E2 स्तराच्या मेटास्टेबल उत्तेजित अवस्थेकडे प्रवृत्त करते. हे हीलियमचे अणू E1 ग्राउंड अवस्थेत निऑन अणूंशी स्थिरपणे टक्कर देतात, त्यांची ऊर्जा हस्तांतरित करतात. निऑनच्या E4 पातळीची ऊर्जा हीलियमच्या E2 पातळीपेक्षा 0.05 eV ने जास्त आहे. ऊर्जेच्या कमतरतेची भरपाई अणु टक्करांच्या गतीज उर्जेद्वारे केली जाते. परिणामी, निऑनच्या E4 स्तरावर, E3 पातळीच्या संदर्भात एक उलटी लोकसंख्या प्राप्त होते.

आधुनिक लेसरचे प्रकार

सक्रिय माध्यमाच्या स्थितीनुसार, लेसर विभागले जातात: घन, द्रव, वायू, अर्धसंवाहक आणि क्रिस्टल देखील. पंपिंग पद्धतीनुसार, ते असू शकतात: ऑप्टिकल, रासायनिक, गॅस डिस्चार्ज. पिढीच्या स्वभावानुसार, लेसर विभागले जातात: सतत आणि स्पंदित. या प्रकारचे लेसर इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक स्पेक्ट्रमच्या दृश्यमान श्रेणीमध्ये रेडिएशन उत्सर्जित करतात.

ऑप्टिकल लेसर इतरांपेक्षा नंतर दिसू लागले. ते जवळच्या-अवरक्त श्रेणीमध्ये किरणोत्सर्ग निर्माण करण्यास सक्षम आहेत, असे विकिरण (8 मायक्रॉन पर्यंतच्या तरंगलांबीमध्ये) ऑप्टिकल संप्रेषणासाठी अतिशय योग्य आहे. ऑप्टिकल लेझरमध्ये एक फायबर असतो ज्याच्या गाभ्यामध्ये योग्य दुर्मिळ पृथ्वी घटकांचे अनेक आयन सादर केले जातात.

प्रकाश मार्गदर्शक, इतर प्रकारच्या लेझर प्रमाणे, आरशांच्या जोडीमध्ये स्थापित केला जातो.पंपिंगसाठी, आवश्यक तरंगलांबीसह लेसर रेडिएशन फायबरमध्ये दिले जाते, ज्यामुळे दुर्मिळ पृथ्वीच्या घटकांचे आयन त्याच्या क्रिया अंतर्गत उत्तेजित अवस्थेत जातात. कमी उर्जा स्थितीकडे परत येताना, हे आयन इनिशिएटिंग लेसरपेक्षा जास्त तरंगलांबी असलेले फोटॉन उत्सर्जित करतात.

अशाप्रकारे, फायबर लेसर प्रकाशाचा स्त्रोत म्हणून कार्य करते. त्याची वारंवारता जोडलेल्या दुर्मिळ पृथ्वी घटकांच्या प्रकारावर अवलंबून असते. फायबर स्वतः हेवी मेटल फ्लोराइडपासून बनलेला असतो, ज्यामुळे इन्फ्रारेड श्रेणीच्या वारंवारतेवर लेसर रेडिएशनची कार्यक्षम निर्मिती होते.

क्ष-किरण लेसर स्पेक्ट्रमच्या उलट बाजू व्यापतात — अल्ट्राव्हायोलेट आणि गॅमा दरम्यान — हे 10-7 ते 10-12 मीटर तरंगलांबी असलेल्या परिमाणांचे ऑर्डर आहेत. या प्रकारच्या लेसरमध्ये सर्व प्रकारच्या लेसरपेक्षा उच्च नाडीची चमक असते.

पहिला एक्स-रे लेसर 1985 मध्ये यूएसए मध्ये लिव्हरमोर प्रयोगशाळेत तयार करण्यात आला. लॉरेन्स. सेलेनियम आयनांवर व्युत्पन्न केलेले लेसर, तरंगलांबी श्रेणी 18.2 ते 26.3 एनएम आहे आणि सर्वाधिक चमक 20.63 एनएम तरंगलांबी रेषेवर येते. आज, अॅल्युमिनियम आयनांसह 4.6 एनएम तरंगलांबी असलेले लेसर रेडिएशन साध्य केले गेले आहे.

क्ष-किरण लेसर 100 पीएस ते 10 एनएस कालावधीच्या डाळींद्वारे तयार केले जाते, जे प्लाझ्मा निर्मितीच्या आयुष्यावर अवलंबून असते.

वस्तुस्थिती अशी आहे की एक्स-रे लेसरचे सक्रिय माध्यम एक उच्च आयनीकृत प्लाझ्मा आहे, जे प्राप्त होते, उदाहरणार्थ, जेव्हा दृश्यमान किंवा इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रममध्ये उच्च-शक्तीच्या लेसरसह यट्रियम आणि सेलेनियमची पातळ फिल्म विकिरणित केली जाते.

नाडीमधील एक्स-रे लेसरची ऊर्जा 10 एमजेपर्यंत पोहोचते, तर बीममधील कोनीय विचलन अंदाजे 10 मिलीरॅडियन असते. पंप पॉवर आणि डायरेक्ट रेडिएशनचे प्रमाण सुमारे 0.00001 आहे.