లేజర్ రేడియేషన్ యొక్క అప్లికేషన్

లేజర్ - ఆప్టికల్ పరిధిలో పొందికైన రేడియేషన్ యొక్క క్వాంటం జనరేటర్ (యాంప్లిఫైయర్). "లేజర్" అనే పదం రేడియేషన్ ఉద్గారాన్ని ప్రేరేపించడం ద్వారా కాంతిని విస్తరించడం అనే ఆంగ్ల పేరు యొక్క మొదటి అక్షరాల నుండి ఏర్పడింది. క్రియాశీల పదార్థం యొక్క రకాన్ని బట్టి, ఘన-స్థితి లేజర్‌లు, గ్యాస్ మరియు ద్రవ లేజర్‌ల మధ్య వ్యత్యాసం ఉంటుంది.

మొదటి రకం లేజర్‌లలో, రూబీ ఎక్కువగా అధ్యయనం చేయబడింది. అటువంటి లేజర్ యొక్క ప్రారంభ నమూనాలలో ఒకటి ఏకశిలా రూబీ క్రిస్టల్ (Cr2O3, A12O3)లో ట్రివాలెంట్ క్రోమియం అయాన్ Cr3+ యొక్క శక్తి పరివర్తనలను ఉపయోగిస్తుంది. పంపింగ్ రేడియేషన్ చర్యలో (క్రమం 5600 A యొక్క తరంగదైర్ఘ్యంతో), Cr3+ అయాన్ స్థాయి 1 నుండి స్థాయి 3కి వెళుతుంది, దీని నుండి స్థాయిలు 2 మరియు 1కి క్రిందికి పరివర్తనలు సాధ్యమవుతాయి. మెటాస్టేబుల్ స్థాయి 2కి పరివర్తనాలు ప్రధానంగా ఉంటే మరియు పంపింగ్ పోస్ట్, 1 మరియు 2 స్థాయిలలో జనాభా యొక్క విలోమాన్ని అందిస్తుంది, ఆపై స్థాయి 2 వద్ద ఉన్న జనాభా స్థాయి 1 వద్ద ఉన్న జనాభాను మించిపోతుంది.

Cr-ions3+లో ఒకదాని ఆకస్మిక పరివర్తన విషయంలో, ఫ్రీక్వెన్సీతో కూడిన ఫోటాన్ స్థాయి 2 నుండి స్థాయి 1 e12 వరకు విడుదల చేయబడుతుంది, ఇది రూబీ క్రిస్టల్‌పై ప్రచారం చేయడం ప్రారంభిస్తుంది.d-red ఉత్తేజిత Cr3+ అయాన్‌లను ఎదుర్కొంటూ, ఈ ఫోటాన్ ప్రాథమిక ఫోటాన్‌తో ఇప్పటికే ప్రేరేపిత రేడియేషన్‌ను కలిగిస్తుంది.

రూబీ సింగిల్ క్రిస్టల్ యొక్క పాలిష్ మరియు వెండి అంచుల నుండి అనేక ప్రతిబింబాల కారణంగా, క్రిస్టల్‌లో రేడియేషన్ తీవ్రత నిరంతరం పెరుగుతుంది. ఇది ఆ ఫోటాన్లతో మాత్రమే జరుగుతుంది, ప్రచారం యొక్క దిశలో క్రిస్టల్ యొక్క అక్షంతో చిన్న కోణాన్ని చేస్తుంది. ఉక్కు రేడియేషన్ సైడ్ ఉపరితలం ద్వారా క్రిస్టల్‌ను వదిలివేస్తుంది మరియు రేడియేషన్ పుంజం ఏర్పడటంలో పాల్గొనదు. రేడియేషన్ పుంజం చివరలలో ఒకదాని ద్వారా నిష్క్రమిస్తుంది, ఇది అపారదర్శక అద్దం.

వివిధ పరిశ్రమలలో సాంకేతికతను మెరుగుపరచడంలో ప్రధాన పురోగతి ఆప్టికల్ క్వాంటం జనరేటర్ల (లేజర్‌లు) వినియోగానికి సంబంధించినది. మీకు తెలిసినట్లుగా, లేజర్ రేడియేషన్ ఇతర లేజర్ కాని కాంతి వనరుల (థర్మల్, గ్యాస్ డిచ్ఛార్జ్, మొదలైనవి) రేడియేషన్ నుండి గణనీయంగా భిన్నంగా ఉంటుంది. ఈ వ్యత్యాసాలు సైన్స్ మరియు టెక్నాలజీ యొక్క వివిధ రంగాలలో లేజర్‌ల విస్తృత వినియోగానికి దారితీశాయి.

లేజర్ల ప్రాథమిక రూపకల్పనను పరిగణించండి.

సాధారణంగా, ఆప్టికల్ క్వాంటం జనరేటర్ (OQC) యొక్క బ్లాక్ రేఖాచిత్రం అంజీర్‌లో చూపబడింది. 1 (కొన్ని సందర్భాల్లో డ్రైవ్‌లు 4-7 కనిపించకుండా పోయి ఉండవచ్చు).

క్రియాశీల పదార్ధం 1 లో, పంపింగ్ చర్యలో, ఎగువ శక్తి స్థాయిల నుండి దిగువకు వెళ్లే ఎలక్ట్రాన్ల ప్రేరేపిత (బాహ్య విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం వల్ల) రేడియేషన్ కారణంగా దాని గుండా వెళుతున్న రేడియేషన్ మెరుగుపరచబడుతుంది. ఈ సందర్భంలో, క్రియాశీల పదార్ధం యొక్క లక్షణాలు లేజర్ ఉద్గార ఫ్రీక్వెన్సీని నిర్ణయిస్తాయి.

క్రియాశీల పదార్ధంగా, స్ఫటికాకార లేదా నిరాకార మాధ్యమాలను ఉపయోగించవచ్చు, దీనిలో క్రియాశీల మూలకాల యొక్క చిన్న మొత్తంలో మలినాలను ప్రవేశపెడతారు (ఘన-స్థితి లేజర్లలో); లోహాల వాయువులు లేదా ఆవిరి (గ్యాస్ లేజర్లలో); సేంద్రీయ రంగుల ద్రవ పరిష్కారాలు (ద్రవ లేజర్‌లలో).

అన్నం. 1. ఆప్టికల్ క్వాంటం జనరేటర్ యొక్క బ్లాక్ రేఖాచిత్రం

లేజర్ పంప్ సిస్టమ్ 3 సహాయంతో, క్రియాశీల పదార్ధంలో పరిస్థితులు సృష్టించబడతాయి, ఇది రేడియేషన్ను విస్తరించడం సాధ్యం చేస్తుంది. దీని కోసం, ఎలక్ట్రాన్ల పరమాణువుల శక్తి స్థాయిల జనాభా యొక్క విలోమ (పునర్విభజన) సృష్టించడం అవసరం, దీనిలో ఎగువ స్థాయిల జనాభా దిగువ వాటి కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది. పంపింగ్ వ్యవస్థలుగా, అవి ఘన-స్థితి లేజర్‌లలో ఉపయోగించబడతాయి - గ్యాస్ ఉత్సర్గ దీపాలు, గ్యాస్ లేజర్‌లలో - డైరెక్ట్ కరెంట్ సోర్స్‌లు, పల్సెడ్, HF మరియు మైక్రోవేవ్ జనరేటర్లు మరియు ద్రవ లేజర్‌లలో - LAGs.

లేజర్ యొక్క క్రియాశీల పదార్ధం ఆప్టికల్ రెసొనేటర్ 2 లో ఉంచబడుతుంది, ఇది అద్దాల వ్యవస్థ, వీటిలో ఒకటి అపారదర్శక మరియు రెసొనేటర్ నుండి లేజర్ రేడియేషన్‌ను తొలగించడానికి ఉపయోగపడుతుంది.

ఆప్టికల్ రెసొనేటర్ యొక్క విధులు చాలా వైవిధ్యమైనవి: జనరేటర్‌లో సానుకూల అభిప్రాయాన్ని సృష్టించడం, లేజర్ రేడియేషన్ స్పెక్ట్రమ్‌ను రూపొందించడం మొదలైనవి.

మోడ్ ఎంపిక మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ స్థిరీకరణ కోసం పరికరం 5 లేజర్ యొక్క అవుట్పుట్ రేడియేషన్ యొక్క స్పెక్ట్రం యొక్క నాణ్యతను మెరుగుపరచడానికి రూపొందించబడింది, అనగా ఏకవర్ణ డోలనాల స్పెక్ట్రమ్కు దగ్గరగా తీసుకురావడానికి.

ద్రవ లేజర్‌లలో, సిస్టమ్ 6 విస్తృత శ్రేణి డోలనం ఫ్రీక్వెన్సీ ట్యూనింగ్‌ను సాధిస్తుంది. అవసరమైతే, లేజర్‌లో రేడియేషన్ యొక్క వ్యాప్తి లేదా దశ మాడ్యులేషన్ సాధించవచ్చు. బాహ్య మాడ్యులేషన్ సాధారణంగా పరికరం 7తో ఉపయోగించబడుతుంది.

లేజర్ రకాలు

ఆధునిక లేజర్‌లను వివిధ ప్రమాణాల ప్రకారం వర్గీకరించవచ్చు:

• వాటిలో ఉపయోగించే క్రియాశీల పదార్ధం రకం ద్వారా,

• ఆపరేటింగ్ మోడ్ ద్వారా (నిరంతర లేదా పల్సెడ్ జనరేషన్, Q-స్విచ్డ్ మోడ్),

• రేడియేషన్ యొక్క స్పెక్ట్రల్ లక్షణాల ద్వారా (మల్టీ-మోడ్, సింగిల్-మోడ్, సింగిల్-ఫ్రీక్వెన్సీ లేజర్‌లు) మొదలైనవి.

పేర్కొన్న వర్గీకరణలలో అత్యంత సాధారణమైనది మొదటిది.

సాలిడ్ స్టేట్ లేజర్స్

ఈ లేజర్‌లు స్ఫటికాకార మరియు నిరాకార మాధ్యమాలను క్రియాశీల పదార్ధంగా ఉపయోగిస్తాయి. సాలిడ్-స్టేట్ లేజర్‌లు అనేక ప్రయోజనాలను కలిగి ఉన్నాయి:

• మాధ్యమం యొక్క సరళ లాభం యొక్క అధిక విలువలు, ఇది లేజర్ యొక్క చిన్న అక్షసంబంధ కొలతలతో లేజర్‌ను పొందడం సాధ్యం చేస్తుంది;

• పల్స్ మోడ్‌లో చాలా ఎక్కువ అవుట్‌పుట్ పవర్ విలువలను పొందే అవకాశం.

ఘన స్థితి లేజర్‌ల యొక్క ప్రధాన రకాలు:

1. రూబీ లేజర్‌లలో క్రోమియం అయాన్లు క్రియాశీలక కేంద్రంగా ఉంటాయి. ఉత్పాదక రేఖలు స్పెక్ట్రం యొక్క ఎరుపు ప్రాంతంలో ఉంటాయి (λ = 0.69 μm). నిరంతర మోడ్‌లో రేడియేషన్ యొక్క అవుట్‌పుట్ శక్తి అనేక వాట్‌లు, పల్సెడ్ మోడ్‌లోని శక్తి 1 ms క్రమం యొక్క పల్స్ వ్యవధితో అనేక వందల జూల్స్;

2. అరుదైన భూమి మెటల్ అయాన్లు (ప్రధానంగా నియోడైమియం అయాన్లు) ఆధారంగా లేజర్లు. ఈ లేజర్‌ల యొక్క ముఖ్యమైన ప్రయోజనం గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద నిరంతర మోడ్‌లో ఉపయోగించగల సామర్థ్యం. ఈ లేజర్‌ల యొక్క ప్రధాన తరం లైన్ ఇన్‌ఫ్రారెడ్ ప్రాంతంలో ఉంది (λ = 1.06 μm). నిరంతర మోడ్లో అవుట్పుట్ శక్తి స్థాయి 1-2% సామర్థ్యంతో 100-200 W చేరుకుంటుంది.

గ్యాస్ లేజర్లు

గ్యాస్ లేజర్‌లలో జనాభా విలోమం డిశ్చార్జెస్ సహాయంతో మరియు ఇతర రకాల పంపింగ్ సహాయంతో సాధించబడుతుంది: రసాయన, ఉష్ణ, మొదలైనవి.

ఘన-స్థితి గ్యాస్ లేజర్‌లతో పోలిస్తే, వాటికి అనేక ప్రయోజనాలు ఉన్నాయి:

• 0.2-400 మైక్రాన్ల తరంగదైర్ఘ్యాల యొక్క అత్యంత విస్తృత పరిధిని కవర్ చేస్తుంది;

• గ్యాస్ లేజర్‌ల ఉద్గారం అత్యంత ఏకవర్ణ మరియు దిశాత్మకంగా ఉంటుంది;

• నిరంతర ఆపరేషన్‌లో సాధించడానికి చాలా ఎక్కువ అవుట్‌పుట్ పవర్ స్థాయిలను ప్రారంభించండి.

గ్యాస్ లేజర్స్ యొక్క ప్రధాన రకాలు:

1.హీలియం నియాన్ లేజర్‌లు... ప్రధాన తరంగదైర్ఘ్యం స్పెక్ట్రం యొక్క కనిపించే భాగంలో ఉంటుంది (λ = 0.63 μm). ఉత్పత్తి శక్తి సాధారణంగా 100 mW కంటే తక్కువగా ఉంటుంది. అన్ని ఇతర రకాల లేజర్‌లతో పోలిస్తే, హీలియం-నియాన్ లేజర్‌లు అత్యధిక అవుట్‌పుట్ పొందికను అందిస్తాయి.

2. రాగి ఆవిరి లేజర్‌లు... రేడియేషన్ యొక్క ప్రధాన తరం రెండు పంక్తులపై సృష్టించబడుతుంది, వాటిలో ఒకటి వర్ణపటంలోని ఆకుపచ్చ భాగంలో (λ = 0.51 μm) మరియు మరొకటి పసుపు రంగులో (λ = 0.58 μm). అటువంటి లేజర్లలోని పల్స్ శక్తి సుమారు 40 W సగటు శక్తితో 200 kW కి చేరుకుంటుంది.

3. అయాన్ గ్యాస్ లేజర్‌లు... ఈ రకమైన అత్యంత సాధారణ లేజర్‌లు ఆర్గాన్ లేజర్‌లు (λ = 0.49 — 0.51 µm) మరియు హీలియం-కాడ్మియం లేజర్‌లు (λ = 0.44 µm).

4. మాలిక్యులర్ CO2 లేజర్‌లు... అత్యంత శక్తివంతమైన తరం λ = 10.6 μm వద్ద సాధించబడుతుంది. CO2 లేజర్‌ల యొక్క cw మోడ్‌లో అవుట్‌పుట్ పవర్ చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు అన్ని ఇతర రకాల లేజర్‌లతో పోలిస్తే 15-30% తగినంత అధిక సామర్థ్యంతో 10 kW లేదా అంతకంటే ఎక్కువ స్థాయికి చేరుకుంటుంది. పల్స్ పవర్స్ = 10 MW 10-100 ms క్రమంలో ఉత్పత్తి చేయబడిన పప్పుల వ్యవధితో సాధించబడతాయి.

ద్రవ లేజర్లు

లిక్విడ్ లేజర్‌లు ఉత్పత్తి చేయబడిన డోలనం పౌనఃపున్యం (λ = 0.3 µm నుండి λ = 1.3 µm వరకు) విస్తృత పరిధిలో ట్యూనింగ్ చేయడానికి అనుమతిస్తాయి. నియమం ప్రకారం, అటువంటి లేజర్లలో, క్రియాశీల పదార్ధం సేంద్రీయ రంగుల యొక్క ద్రవ పరిష్కారాలు (ఉదాహరణకు, రోడమైన్ పరిష్కారం).

లేజర్ పారామితులు

పొందిక

లేజర్ రేడియేషన్ యొక్క విలక్షణమైన లక్షణం దాని పొందిక.

సమయం మరియు ప్రదేశంలో తరంగ ప్రక్రియల సమన్వయ కోర్సుగా కోహెరెన్స్‌ని అర్థం చేసుకోవచ్చు.స్పేషియల్ కోహెరెన్స్ - స్పేస్‌లోని వివిధ పాయింట్ల నుండి ఏకకాలంలో విడుదలయ్యే తరంగాల దశల మధ్య పొందిక మరియు తాత్కాలిక పొందిక - ఒక పాయింట్ నుండి విడుదలయ్యే తరంగాల దశల మధ్య పొందిక. సమయం లో విరామం యొక్క క్షణాలలో.

పొందికైన విద్యుదయస్కాంత డోలనాలు - ఒకే పౌనఃపున్యాలు మరియు స్థిరమైన దశ వ్యత్యాసంతో రెండు లేదా అంతకంటే ఎక్కువ మూలాల డోలనాలు. రేడియో ఇంజనీరింగ్‌లో, కోహెరెన్స్ అనే భావన పౌనఃపున్యాలు సమానంగా లేని డోలనాల మూలాలకు కూడా విస్తరించింది. ఉదాహరణకు, 2 మూలాల యొక్క డోలనాలు వాటి పౌనఃపున్యాలు f1 మరియు e2 హేతుబద్ధమైన సంబంధంలో ఉన్నట్లయితే అవి పొందికగా పరిగణించబడతాయి, అనగా. f1 / f2 = n / m, ఇక్కడ n మరియు m పూర్ణాంకాలు.

పరిశీలన విరామంలో దాదాపు సమాన పౌనఃపున్యాలు మరియు దాదాపు ఒకే దశ వ్యత్యాసం లేదా డోలనాల మూలాల మూలాధారాలు హేతుబద్ధమైన వాటి నుండి కొద్దిగా భిన్నంగా ఉండే డోలనాల మూలాలను దాదాపు పొందికైన డోలనాల మూలాలు అంటారు.

పొందికైన డోలనం యొక్క ప్రధాన లక్షణాలలో జోక్యం చేసుకునే సామర్థ్యం ఒకటి. పొందికైన తరంగాలు మాత్రమే జోక్యం చేసుకోగలవని గమనించాలి. కింది వాటిలో, ఆప్టికల్ రేడియేషన్ మూలాల అప్లికేషన్ యొక్క అనేక ఫీల్డ్‌లు ఖచ్చితంగా జోక్యం యొక్క దృగ్విషయంపై ఆధారపడి ఉన్నాయని చూపబడుతుంది.

భిన్నత్వం

లేజర్ రేడియేషన్ యొక్క అధిక ప్రాదేశిక పొందిక ఈ రేడియేషన్ యొక్క తక్కువ వైవిధ్యానికి దారితీస్తుంది, ఇది తరంగదైర్ఘ్యం λ మరియు లేజర్‌లో ఉపయోగించే ఆప్టికల్ కేవిటీ యొక్క పారామితులపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

సాధారణ కాంతి వనరుల కోసం, ప్రత్యేక అద్దాలను ఉపయోగించినప్పుడు కూడా, డైవర్జెన్స్ కోణం లేజర్‌ల కంటే ఒకటి నుండి రెండు ఆర్డర్‌ల పరిమాణంలో పెద్దదిగా ఉంటుంది.

లేజర్ రేడియేషన్ యొక్క తక్కువ వైవిధ్యం సాంప్రదాయిక ఫోకస్ చేసే లెన్స్‌లను ఉపయోగించి కాంతి శక్తి యొక్క అధిక ఫ్లక్స్ సాంద్రతను పొందే అవకాశాన్ని తెరుస్తుంది.

లేజర్ రేడియేషన్ యొక్క అధిక డైరెక్టివిటీ స్థానిక (ఆచరణాత్మకంగా ఇచ్చిన క్షణంలో) విశ్లేషణలు, కొలతలు మరియు ఇచ్చిన పదార్ధంపై ప్రభావాలను నిర్వహించడం సాధ్యం చేస్తుంది.

అదనంగా, లేజర్ రేడియేషన్ యొక్క అధిక ప్రాదేశిక సాంద్రత ఉచ్ఛరించే నాన్ లీనియర్ దృగ్విషయాలకు దారితీస్తుంది, దీనిలో కొనసాగుతున్న ప్రక్రియల స్వభావం వికిరణం యొక్క తీవ్రతపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఉదాహరణగా, మేము మల్టీఫోటాన్ శోషణను సూచించవచ్చు, ఇది లేజర్ మూలాలను ఉపయోగించినప్పుడు మాత్రమే గమనించబడుతుంది మరియు అధిక ఉద్గార శక్తుల వద్ద పదార్థం ద్వారా శక్తి శోషణ పెరుగుదలకు దారితీస్తుంది.

మోనోక్రోమ్

రేడియేషన్ యొక్క ఏకవర్ణత యొక్క డిగ్రీ ఫ్రీక్వెన్సీ పరిధిని నిర్ణయిస్తుంది, దీనిలో ఉద్గారిణి యొక్క శక్తి యొక్క ప్రధాన భాగం ఉంటుంది. ఆప్టికల్ రేడియేషన్ యొక్క మూలాలను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు ఈ పరామితి గొప్ప ప్రాముఖ్యత కలిగి ఉంటుంది మరియు పూర్తిగా రేడియేషన్ యొక్క తాత్కాలిక పొందిక యొక్క డిగ్రీ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

లేజర్‌లలో, అన్ని రేడియేషన్ శక్తి చాలా ఇరుకైన వర్ణపట రేఖలలో కేంద్రీకృతమై ఉంటుంది. ఉద్గార రేఖ యొక్క చిన్న వెడల్పు లేజర్‌లో ఆప్టికల్ రెసొనేటర్‌ను ఉపయోగించడం ద్వారా సాధించబడుతుంది మరియు ప్రధానంగా రెండోది ప్రతిధ్వని ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క స్థిరత్వం ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది.

పోలరైజేషన్

అనేక పరికరాలలో, రేడియేషన్ యొక్క ధ్రువణత ద్వారా ఒక నిర్దిష్ట పాత్ర పోషించబడుతుంది, ఇది వేవ్ యొక్క విద్యుత్ క్షేత్రం యొక్క వెక్టర్ యొక్క ప్రధాన ధోరణిని వర్ణిస్తుంది.

సాధారణ లేజర్ కాని మూలాలు అస్తవ్యస్తమైన ధ్రువణత ద్వారా వర్గీకరించబడతాయి. లేజర్ రేడియేషన్ వృత్తాకారంగా లేదా సరళంగా ధ్రువపరచబడుతుంది. ప్రత్యేకించి, లీనియర్ పోలరైజేషన్‌తో ధ్రువణ విమానం తిప్పడానికి ప్రత్యేక పరికరాలను ఉపయోగించవచ్చు. ఈ విషయంలో, అనేక ఆహార ఉత్పత్తుల కోసం శోషణ బ్యాండ్‌లోని ప్రతిబింబ గుణకం రేడియేషన్ యొక్క ధ్రువణ విమానం యొక్క దిశపై గణనీయంగా ఆధారపడి ఉంటుందని గమనించాలి.

పల్స్ వ్యవధి. లేజర్ల ఉపయోగం చాలా తక్కువ వ్యవధిలో (tp = 10-8-10-9 s) పప్పుల రూపంలో రేడియేషన్‌ను పొందడం కూడా సాధ్యం చేస్తుంది. ఇది సాధారణంగా రెసొనేటర్, మోడ్ లాకింగ్ మొదలైన వాటి యొక్క Q-కారకాన్ని మాడ్యులేట్ చేయడం ద్వారా సాధించబడుతుంది.

ఇతర రకాలైన రేడియేషన్ మూలాలలో, కనీస పల్స్ వ్యవధి అనేది అనేక ఆర్డర్‌లు ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఇది ప్రత్యేకించి, స్పెక్ట్రల్ లైన్ యొక్క వెడల్పుగా ఉంటుంది.

జీవ వస్తువులపై లేజర్ రేడియేషన్ ప్రభావాలు

మోనోక్రోమాటిసిటీ మరియు కోహెరెన్స్‌తో కలిపి అధిక శక్తి సాంద్రత కలిగిన లేజర్ రేడియేషన్ జీవ వస్తువులను ప్రభావితం చేసే ఒక ప్రత్యేక అంశం. మోనోక్రోమటిసిటీ అనేది వస్తువుల యొక్క నిర్దిష్ట పరమాణు నిర్మాణాలను ఎంపిక చేయడాన్ని సాధ్యం చేస్తుంది మరియు అధిక స్థాయి వికిరణ వ్యవస్థల సంస్థతో కూడిన పొందిక మరియు ధ్రువణత, ఒక నిర్దిష్ట సంచిత (ప్రతిధ్వని) ప్రభావాన్ని నిర్ణయిస్తుంది, ఇది తక్కువ స్థాయి రేడియేషన్ వద్ద కూడా బలమైన ఫోటోస్టిమ్యులేషన్‌కు దారితీస్తుంది. కణాలలో ప్రక్రియలు, ఫోటోమ్యూటాజెనిసిస్ వరకు.

జీవసంబంధమైన వస్తువులు లేజర్ రేడియేషన్‌కు గురైనప్పుడు, కొన్ని పరమాణు బంధాలు నాశనమవుతాయి లేదా అణువుల నిర్మాణ రూపాంతరం సంభవిస్తుంది మరియు ఈ ప్రక్రియలు ఎంపిక చేయబడతాయి, అంటే కొన్ని బంధాలు వికిరణం ద్వారా పూర్తిగా నాశనం అవుతాయి, మరికొన్ని ఆచరణాత్మకంగా మారవు. అణువులతో లేజర్ రేడియేషన్ యొక్క పరస్పర చర్య యొక్క అటువంటి ఉచ్చారణ ప్రతిధ్వని లక్షణం కొన్ని జీవక్రియ ప్రతిచర్యల ఎంపిక ఉత్ప్రేరకానికి అవకాశాన్ని తెరుస్తుంది, అనగా జీవక్రియ ప్రతిచర్యలు, ఈ ప్రతిచర్యల యొక్క కాంతి నియంత్రణ. ఈ సందర్భంలో, లేజర్ రేడియేషన్ ఎంజైమ్ పాత్రను పోషిస్తుంది.

లేజర్ కాంతి మూలాల యొక్క అటువంటి లక్షణాల ఉపయోగం పారిశ్రామిక బయోసింథసిస్‌ను మెరుగుపరచడానికి విస్తృత అవకాశాలను తెరుస్తుంది.

ఈస్ట్ యొక్క లేజర్ వికిరణం, ఉదాహరణకు, కెరోటినాయిడ్స్ మరియు లిపిడ్‌ల యొక్క లక్ష్య బయోసింథసిస్ కోసం ఉపయోగించవచ్చు మరియు మరింత విస్తృతంగా, మార్చబడిన బయోసింథటిక్ ధోరణితో కొత్త ఉత్పరివర్తన ఈస్ట్ జాతులను పొందేందుకు.

అనేక ఆహార పరిశ్రమలలో, లేజర్ రేడియేషన్‌ని ఉపయోగించి, ప్రోటీన్ అణువులను పాలీపెప్టైడ్ శకలాలుగా విభజించి, ఈ శకలాలను అమైనో ఆమ్లాలుగా హైడ్రోలైజ్ చేసే ఎంజైమ్‌ల కార్యాచరణ నిష్పత్తిని నియంత్రించే సామర్థ్యాన్ని ఉపయోగించవచ్చు.

సిట్రిక్ యాసిడ్ యొక్క పారిశ్రామిక ఉత్పత్తిలో, లేజర్ స్టిమ్యులేషన్ ఉత్పత్తి దిగుబడిలో 60% పెరుగుదలను సాధిస్తుంది మరియు అదే సమయంలో ఉప-ఉత్పత్తుల కంటెంట్‌ను తగ్గిస్తుంది. శిలీంధ్రాలలో లిపోజెనిసిస్ యొక్క లేజర్ ఫోటోస్టిమ్యులేషన్ తినదగని పుట్టగొడుగు ముడి పదార్థాల ప్రాసెసింగ్ సమయంలో తినదగిన మరియు సాంకేతిక కొవ్వుల ఉత్పత్తిని అనుమతిస్తుంది. మైక్రోబయోలాజికల్ పరిశ్రమలో ఉపయోగించే శిలీంధ్రాలలో పునరుత్పత్తి అవయవాలు ఏర్పడటానికి లేజర్ ప్రేరణపై డేటా కూడా పొందబడింది.

సాంప్రదాయిక కాంతి వనరుల మాదిరిగా కాకుండా, లేజర్ స్పెక్ట్రం యొక్క కనిపించే భాగంలో రసాలను క్రిమిరహితం చేయగలదని గమనించాలి, ఇది లేజర్‌లను ఉపయోగించి నేరుగా సీసా గాజు ద్వారా స్టెరిలైజేషన్ చేసే అవకాశాన్ని తెరుస్తుంది.

లేజర్ స్టెరిలైజేషన్ యొక్క ఆసక్తికరమైన లక్షణం గుర్తించబడింది. తక్కువ శక్తి స్థాయిలో లేజర్ రేడియేషన్ మరియు సాంప్రదాయిక కాంతి వనరుతో వికిరణం కోసం సూక్ష్మజీవుల కణాల మనుగడ వక్రతలు ఆచరణాత్మకంగా సమానంగా ఉంటే, లేజర్ రేడియేషన్ యొక్క నిర్దిష్ట శక్తి సుమారు 100 kW / cm2 అయినప్పుడు, దాని ప్రభావంలో పదునైన పెరుగుదల ఉంటుంది. లేజర్ రేడియేషన్ యొక్క స్టెరిలైజింగ్ చర్య, అనగా. కణ మరణం యొక్క అదే ప్రభావాన్ని సాధించడానికి తక్కువ శక్తి వనరును ఉపయోగించడం కంటే చాలా తక్కువ శక్తి అవసరం.

అసంబద్ధ కాంతి మూలంతో వికిరణం చేసినప్పుడు, ఈ ప్రభావం గమనించబడదు. ఉదాహరణకు, కణాలు శక్తివంతమైన పల్స్‌తో ప్రకాశవంతంగా ఉన్నప్పుడు, రూబీ లేజర్ 50% కణాలను తాకడానికి ఒక ఫ్లాష్ సరిపోతుంది, అదే శక్తి చాలా కాలం పాటు గ్రహించబడితే, నష్టం జరగదు. , కానీ సూక్ష్మజీవులలో కిరణజన్య సంయోగక్రియ ప్రక్రియల తీవ్రతకు కూడా దారితీస్తుంది.

సాధారణ పరిస్థితులలో, ఫోటోకెమికల్ రియాక్షన్‌లోకి ప్రవేశించే అణువులు ఒక క్వాంటమ్ కాంతిని (వన్-ఫోటాన్ శోషణ) గ్రహిస్తాయి, ఇది వాటి రియాక్టివిటీని పెంచుతుంది, సంఘటన రేడియేషన్ యొక్క అధిక స్థాయిలలో, సంభావ్యత రెండు- ఫోటాన్ శోషణ పెరుగుతుంది, దీనిలో ఒక అణువు రెండు ఫోటాన్‌లను ఏకకాలంలో గ్రహిస్తుంది. ఈ సందర్భంలో, రసాయన పరివర్తనల సామర్థ్యం తీవ్రంగా పెరుగుతుంది మరియు అణువుల నిర్మాణం ఎక్కువ సామర్థ్యంతో దెబ్బతింటుంది.

శక్తివంతమైన లేజర్ రేడియేషన్‌కు గురైనప్పుడు, సాంప్రదాయ కాంతి వనరులను ఉపయోగించినప్పుడు గమనించని ఇతర నాన్ లీనియర్ ప్రభావాలు సంభవిస్తాయి. ఫ్రీక్వెన్సీ f యొక్క రేడియేషన్ పవర్‌లో కొంత భాగాన్ని 2f, 3f మొదలైన ఫ్రీక్వెన్సీల రేడియేషన్‌గా మార్చడం ఈ ప్రభావాలలో ఒకటి. (ఆప్టికల్ హార్మోనిక్స్ తరం). ఈ ప్రభావం అధిక రేడియేషన్ స్థాయిలలో రేడియేటెడ్ మాధ్యమం యొక్క నాన్-లీనియర్ లక్షణాల కారణంగా ఉంటుంది.

UV రేడియేషన్ యొక్క చర్యకు జీవసంబంధమైన వస్తువులు అత్యంత సున్నితంగా ఉంటాయని తెలిసినందున, హార్మోనిక్స్ యొక్క స్టెరిలైజింగ్ ప్రభావం అత్యంత ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది. అదే సమయంలో, ఒక వస్తువు UV రేడియేషన్ మూలంతో నేరుగా వికిరణం చేయబడితే, ఉద్గారిణి యొక్క చాలా సంఘటన శక్తి ఉపరితల పొరలలో శోషించబడుతుంది. వివరించిన సందర్భంలో, UV రేడియేషన్ ఆబ్జెక్ట్‌లోనే ఉత్పత్తి అవుతుంది, ఇది స్టెరిలైజింగ్ ప్రభావం యొక్క ఘనపరిమాణ స్వభావానికి దారితీస్తుంది. సహజంగానే, ఈ సందర్భంలో, స్టెరిలైజేషన్ ప్రక్రియ యొక్క ఎక్కువ సామర్థ్యాన్ని ఆశించవచ్చు.

లేజర్ రేడియేషన్ యొక్క అధిక స్థాయి ఏకవర్ణత ఒక రకమైన బ్యాక్టీరియాను క్రిమిరహితం చేయడం సాధ్యపడుతుంది, అదే సమయంలో బైనరీ బాక్టీరియా వ్యవస్థలలో మరొక రకమైన సూక్ష్మజీవుల పెరుగుదలను ప్రేరేపిస్తుంది, అంటే లక్ష్యంగా "సెలెక్టివ్" స్టెరిలైజేషన్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

అప్లికేషన్ యొక్క ఈ ప్రాంతాలతో పాటు, వివిధ పరిమాణాలను కొలవడానికి లేజర్‌లను కూడా ఉపయోగిస్తారు - స్పెక్ట్రోస్కోపీ, వస్తువుల స్థానభ్రంశం (జోక్యం పద్ధతి), కంపనాలు, ప్రవాహ వేగాలు (లేజర్ ఎనిమోమీటర్లు), ఆప్టికల్‌గా పారదర్శక మాధ్యమంలో అసమానతలు. లేజర్ల సహాయంతో, ఉపరితల నాణ్యతను పర్యవేక్షించడం, బాహ్య కారకాలపై ఇచ్చిన పదార్ధం యొక్క ఆప్టికల్ లక్షణాల ఆధారపడటాన్ని అధ్యయనం చేయడం, సూక్ష్మజీవులతో పర్యావరణం యొక్క కలుషితాన్ని కొలవడం మొదలైనవి సాధ్యమవుతాయి.