लेजरलाईट के हो र यसले कसरी काम गर्छ ?

गत हप्ता व्यास नगरपालिकाले किसानहरूलाई बाँदर धपाउने प्रयोजनका लागि लेजर लाइट उत्पादन गर्ने उपकरण वितरण गरेको थियो । साथै यसको प्रयोग सम्बन्धी तालिम एवं सचेतनामूलक कार्यक्रम सञ्चालन गरिने योजनासमेत बनाएको छ । यसै सन्दर्भमा लेजर सम्बन्धी वैज्ञानिक जानकारी र यसको बाँदर धपाउन उपयोगको विषयवस्तु सम्बन्धी जानकारी प्रदान गर्ने जमर्को यस लेख मार्फत गरिएको छ ।
लेजरको परिचयः
LASER को पूरारूप Light Amplification By Stimulated Emission of Radiation हो । विकिरणको उत्प्रेरित उत्सर्जनले गर्ने प्रकाशको प्रवद्र्धनले सुसङ्गत, उच्च दिशात्मक, एकलरङ्गी एवम् उच्च तीव्रतायुक्त प्रकाशको किरणपुञ्ज उत्पादन नै लेजर हो । लेजर तरङ्गले एउटै चरणमा, एउटै दिशामा र एउटै तरङ्ग लम्बाईमा अत्यधिक केन्द्रित भएर न्यूनतम फैलावटका साथ लामो दुरी यात्रा गर्ने सामथ्र्य राख्छ ।
लेजर उपकरणका प्रमुख भागहरू यसप्रकार छन्ः
१. सक्रिय माध्यम (Active Medium)
यो लेजरको मुख्य भाग हो जुन प्रकाश प्रवद्र्धनको लागि उत्तरदायी हुन्छ । यसले उर्जा अवशोषण (absorption) गरी उत्तेजित अवस्था (excited state) मा पुग्छ र सामान्य अवस्थामा फिर्ता आउँदा प्रकाशका प्याकेटहरू (photons of light) उत्सर्जन गर्छ ।
रूबी क्रिस्टल, ग्यास (हेलियम–नियोन, आर्गन, क्रिप्टन, जेनन), अर्धचालकहरू (semiconductors) लाई सक्रिय माध्यमको रुपमा उपयोग गरिन्छ ।
२. उर्जा स्रोत (Pump Source)
यो सक्रिय माध्यमलाई उत्तेजित गर्न उर्जा प्रदान गर्ने भाग हो । यसले विद्युत, प्रकाश वा रासायनिक उर्जालाई उपयुक्त रूपमा रूपान्तरण गर्छ ।
उदाहरणः फ्ल्यास लाइट, विद्युत डिस्चार्ज, वा अन्य लेजर ।
३. अप्टिकल रेजोनेटर (Optical Resonator)
एउटा पूर्ण परावर्तन क्षमता भएको र अर्को आंशिक परावर्तन गर्ने (वा आंशिक पारदर्शी) गरी फरक दुई समानान्तर ऐनाहरू (Mirrors) मिलेर बनेको यो भागले प्रकाशलाई बारम्बार परावर्तन गराउँछ जसले गर्दा फोटोनहरू प्रवद्र्धन हुन्छन् ।
४. चिस्याउने प्रणाली (Cooling System)
लेजर सञ्चालन सँगै उच्च ताप उत्पन्न हुन्छ । यसलाई नियन्त्रण चिस्याउने संयन्त्र राखिएको हुन्छ ।
५. नियन्त्रण इकाई (Control Unit)
स्विच, टाइमर र सेफ्टी सुविधा जडित यो इकाईले लेजरको शक्ति, समय र दिशा नियन्त्रण गर्छ ।
लेजर प्रकाश कसरी उत्पादन हुन्छ ?
सक्रिय माध्यम भित्रका परमाणु वा अणुहरूलाई उत्तेजित गर्न फ्ल्याश ल्याम्प वा विद्युतीय डिस्चार्जजस्ता बाह्य ऊर्जा प्रयोग गर्दा माध्यमभित्रका इलेक्ट्रोनहरूलाई उच्च ऊर्जा स्तरमा उचाल्छ, जसबाट तिनीहरू ‘उत्तेजित’
हुन्छन् ।
जब यी उत्तेजित इलेक्ट्रोनहरू आफ्नो तल्लो ऊर्जा स्तरमा फर्कन्छन्, तब तिनीहरूले फोटोन (प्रकाशका कणहरू) उत्सर्जन गर्छन् । अप्टिकल रेजोनेटरमा यी फोटोनहरू बारम्बार एउटै दिशामा र एउटै चरण (phase) मा यात्रा गर्न बाध्य हुन्छन् ।
यो प्रक्रियाले प्रकाशका तरंगहरू सिङ्क्रोनाइज भएको सुनिश्चित गर्छ, जसको परिणामस्वरूप अत्यधिक दिशात्मक र केन्द्रित बीम बन्छ । साथै, थप फोटोनहरू उत्सर्जन गर्न उत्प्रेरित गर्छ र एउटा श्रृङ्खला प्रतिक्रिया (chain reaction) सिर्जना हुन्छ । आंशिक पारदर्शी ऐनाबाट यसरी प्रवद्र्धित प्रकाशको केही अंश लेजर बीमको रूपमा बाहिर निस्कन्छ ।
लेजर प्रकाशको रङमा विविधताः
लेजरको रङ उत्तेजित परमाणुहरूले अवशोषण गरेको शक्ति, उत्सर्जित विकिरणको तरङ्ग लम्बाई (Wavelength), उत्पादन गर्ने माध्यमको अणु तथा परमाणुको गुण मा भरपर्छ । जस्तैः आर्गन
(Argon) लेजरले निलो–हरियो रङको, हेलियम–नियोन (Helium–Neon) लेजरले रातो रङको,रुबी (Ruby) लेजरले रातो रङ, NdMYAG (Neodymium–doped Yttrium Aluminum Garnet) लेजरले अदृश्य इन्फ्रारेड (Infrared) प्रकाश उत्पादन गर्छ । त्यसैगरी, डायोड लेजरले निकाल्ने रङ सेमिकन्डक्टरको बनावटमा निर्भर गर्छ । डाइ लेजर भने कलर ट्युनेबल (रङ परिवर्तन गर्न मिल्ने) हुन्छ ।
लेजरको शक्ति नियन्त्रणः
आवश्यकता अनुसार शक्ति नियन्त्रण गर्ने केही मुख्य विधिहरू इनपुट विद्युत शक्ति नियन्त्रण (Input Power Control), लेजर बीमको बाटोमा विभिन्न अप्टिकल तत्वहरू राख्ने, पल्स मोड्युलेसन (Pulse Modulation), तापक्रम नियन्त्रण (Temperature Control), प्रतिक्रिया नियन्त्रण प्रणाली (Feedback Control Systems) आदि हुन् ।
यी विधिहरू मध्ये कुन प्रयोग गर्ने भन्ने कुरा लेजरको प्रकार, यसको उपयोगको विशिष्टता (जस्तैः काट्ने, वेल्डिङ, चिकित्सा उपचार, आदि) अनुसार फरक पर्छ ।
लेजरको उपयोगिताः
लेजरहरू सुसङ्गतता (coherence), दिशात्मकता (directionality), सम्पर्क विहीनता (non–contact), एकल–रङ्गीयता (monochromaticity), उच्च ऊर्जा घनत्व (high energy density) का कारण शक्तिशाली हुन्छन् । यी गुणहरूको कारणले गर्दा यसको प्रयोग विविध क्षेत्रमा गरिन्छः
– आँखाको शल्यक्रिया (LASIK) गर्न, ट्युमर हटाउन, छालाको दाग हटाउन (लेजर थेरापी), दाँत सफा गर्न, दाँतको क्याभिटी हटाउन, लेजर हेयर रिमुभल गर्न,
– धातु, प्लास्टिक, काठजस्ता सामग्रीहरूलाई उच्च सटीकताका साथ काट्न तथा धातुका टुक्राहरूलाई जोड्न,
– उत्पादनहरूमा सिरियल नम्बर, लोगो आदि कुँद्न,
– वस्तुहरू बिचको दुरी, वस्तुको गति, वस्तुको आकार मापन गर्न,
– कन्सर्ट, पार्टीहरूमा आकर्षक लेजर दृश्यावली सहितको प्रदर्शन गर्न,
– सेमिनार लगायतमा प्रस्तुतीकरणमा कुनै कुरा लेजर पोइन्टर्स प्रयोग गरेर देखाउन,
– फाइबर अप्टिक्स प्रविधिमा आधारित भएर इन्टरनेट र टेलिफोन डेटा तीव्र गतिमा प्रसारण गर्न,
– वैज्ञानिक प्रयोगहरू, होलोग्राफी तथा परमाणु अनुसन्धानमा,
– निर्देशित हतियार प्रणाली, लक्ष्य पत्ता लगाउन (LIDAR), विपक्षीको मिसाइल, बमबर्षक विमानहरू नष्ट गर्न,
– बाँदर, चरा, बँदेल लगायतका जनावर धपाउन ।
यसरी, विविध कार्यहरूका लागि लेजर उपयोगी छ ।
बाँदर धपाउन लेजरको प्रयोगः
अप्रत्याशित रुपमा अनौठो प्रकाशको उपस्थिति ले बाँदर डराउँछ । साथै, बाँदरहरूमा शिकार गर्ने प्रवृत्ति हुन्छ । तसर्थ, चल्ने वस्तुहरूलाई लखेट्न उद्यत हुन्छन् । लेजर पोइन्टरको चल्ने थोप्लोले यो प्रवृत्तिलाई सक्रिय गर्छ, जसले गर्दा तिनीहरू प्रकाशको पछि लाग्छन् । अन्त्यहीन खेल जस्तो लेजर थोप्लो एउटा भ्रमात्मक लक्ष्य हो जसलाई बाँदरले समात्न सक्दैन । अनि, झस्किएर तथा डराएर भाग्छ ।
बाँदर धपाउनका लागि लेजरको प्रयोग केही समयको लागि प्रभावकारी देखिने गर्छ । बाँदरको आतंकबाट आजित कृषकलाई केही समय राहत
दिन्छ । तर, यो दीर्घकालीन समाधान भने होइन । किनभने, केही समयपछि लेजर लाइटसँग बादर अभ्यस्त हुनेगर्छ, तसर्थ, डराउन छाड्छ । अनि, यो विधिको औचित्यता समाप्त हुन जान्छ ।
लेजर प्रकाशको उपयोगमा सावधानीः
लेजर प्रकाश उच्च शक्तियुक्त हुने भएकाले यसलाई असावधानी पूर्वक प्रयोग गर्दा सजीवको शरीरमा रहेका कोष तथा तन्तुहरूमा घातक प्रभाव
पर्छ । आँखामा लेजर परेमा दृष्टि मलिन हुने तथा दृष्टि गुम्ने समेत खतरा हुन्छ । तसर्थ, सचेतना सहित प्रयोग विधि सिकेर उपयोग गर्नु एवम् सुरक्षात्मक उपाय अपनाउनु आवश्यक छ ।
लेजरको प्रयोग गर्दा निम्न सुरक्षाका उपायहरू अपनाउनु आवश्यक छः
१. व्यक्तिगत सुरक्षात्मक उपकरण (Personal Protective Equipment – PPE) प्रयोग गर्ने,
२. लेजरको तरङ्ग–लम्बाइ अनुरुप मिल्ने उपयुक्त लेजर सुरक्षा चश्मा, फेस–शिल्ड लगाउने,
३. लेजर उपकरण चलाउने व्यक्तिले लेजरको प्रकार, यसका जोखिमहरू, सुरक्षित सञ्चालन प्रक्रियाहरू, र आपत्कालीन अवस्थाहरूमा के गर्ने भन्नेबारे पूर्ण जानकारी लिने
४. शक्तिशाली लेजर किरणले जल्ने वस्तुलाई जलाउन सक्ने भएकाले अग्निनियन्त्रक (fire extinguisher) सधैं तयार राख्ने,
५. उपकरणको नियमित निरीक्षण, मर्मत सम्भार गर्ने
६. प्राथमिक उपचारको व्यवस्था गर्ने ।
यी सुरक्षा उपायहरू अपनाएर लेजरको सुरक्षित प्रयोग सुनिश्चित गर्न सकिन्छ र सम्भावित दुर्घटनाहरू र चोटपटकको जोखिमलाई कम गर्न सकिन्छ ।