लेजर, जिसका मतलब है विकिरण के उत्तेजित उत्सर्जन द्वारा प्रकाश प्रवर्धन, ऐसे उपकरण हैं जो अत्यधिक केंद्रित, सुसंगत और एकवर्णी प्रकाश उत्सर्जित करते हैं। साधारण प्रकाश स्रोतों के विपरीत, लेजर बहुत सटीक प्रकाश उत्पन्न करते हैं और उन्हें उच्च सटीकता के साथ नियंत्रित किया जा सकता है। यह पाठ लेजर के सिद्धांतों, उनके प्रकारों और अनुप्रयोगों, विशेष रूप से प्रकाशिकी के क्षेत्र में, का पता लगाता है।
लेजर ऑपरेशन के मूल में उत्तेजित उत्सर्जन की प्रक्रिया है। इस प्रक्रिया में किसी माध्यम (गैस, ठोस या तरल) में इलेक्ट्रॉनों को उत्तेजित करके उच्च ऊर्जा स्तर तक प्रकाश का प्रवर्धन शामिल है। जब ये उत्तेजित इलेक्ट्रॉन कम ऊर्जा स्तर पर लौटते हैं, तो वे विशिष्ट ऊर्जा के साथ फोटॉन (प्रकाश कण) उत्सर्जित करते हैं। महत्वपूर्ण बात यह है कि ये फोटॉन अन्य उत्तेजित इलेक्ट्रॉनों को अतिरिक्त फोटॉन उत्सर्जित करने के लिए उत्तेजित करते हैं, जिससे एक श्रृंखला प्रतिक्रिया बनती है जो प्रकाश को बढ़ाती है।
लेज़र के तीन मुख्य घटक हैं:
लेजर संचालन की कुंजी "जनसंख्या व्युत्क्रमण" नामक स्थिति को प्राप्त करना है, जहाँ लाभ माध्यम में अधिक इलेक्ट्रॉन कम ऊर्जा अवस्था की तुलना में उत्तेजित अवस्था में होते हैं। अवशोषण पर उत्तेजित उत्सर्जन को हावी होने के लिए यह स्थिति आवश्यक है।
लेज़रों को उनके लाभ माध्यम के आधार पर वर्गीकृत किया जा सकता है:
लेज़रों ने प्रकाशिकी के अनेक पहलुओं को परिवर्तित कर दिया है तथा इनके व्यापक अनुप्रयोग हुए हैं:
यद्यपि लेज़रों के साथ गहन प्रयोगों के लिए जटिल उपकरणों की आवश्यकता होती है, परन्तु लेज़र प्रकाश के हस्तक्षेप पैटर्न का अवलोकन करने से उनके गुणों के बारे में जानकारी मिल सकती है।
हस्तक्षेप पैटर्न: जब लेज़र प्रकाश दो निकट दूरी वाली स्लिट्स (यंग के डबल-स्लिट प्रयोग के रूप में जाना जाने वाला सेटअप) से होकर गुजरता है, तो यह स्लिट्स के पीछे रखी गई स्क्रीन पर एक हस्तक्षेप पैटर्न बनाता है। चमकीले और गहरे बैंड का यह पैटर्न प्रकाश की तरंग प्रकृति और लेज़र प्रकाश की सुसंगतता को दर्शाता है। इन बैंडों के बीच की दूरी समीकरण द्वारा दी जा सकती है:
\(D = \frac{\lambda \cdot L}{d}\)जहाँ \(D\) आसन्न उज्ज्वल या अंधेरे बैंडों के बीच की दूरी है, \(\lambda\) लेजर प्रकाश की तरंग दैर्ध्य है, \(L\) स्लिट से स्क्रीन तक की दूरी है, और \(d\) दो स्लिटों के बीच की दूरी है।
लेज़र और उनके सिद्धांतों को समझना न केवल प्रकाशिकी के क्षेत्र में गहराई से गोता लगाता है, बल्कि संचार, स्वास्थ्य सेवा और विभिन्न वैज्ञानिक अन्वेषणों में नवाचारों के द्वार भी खोलता है। उनकी सटीकता और सावधानीपूर्वक नियंत्रित होने की क्षमता लेज़रों को आधुनिक तकनीक और अनुसंधान में अपरिहार्य उपकरण बनाती है।
