ব্যক্তিজীবনে লেজারের খুব একটা ব্যবহার নেই কিছু মানুষ হয়তো পয়েন্টার হিসেবে লেজার ব্যবহার করে থাকেন কিন্তু ইন্ডাস্ট্রিয়াল পর্যায়ে লেজারের ব্যাপক ব্যবহার রয়েছে স্পেস মেডিসিন ডিফেন্স টেলিকমিউনিকেশন কাটিং টেকনোলজি সহ আরো বিভিন্ন ক্ষেত্রে বর্তমানে অপরিহার্য উপাদান হচ্ছে লেজার এখন পর্যন্ত উল্লেখ সংখ্যক নোবেল প্রাইজ দেয়া হয়েছে শুধুমাত্র লেজার নিয়ে কাজ করার জন্য এখন প্রশ্ন হচ্ছে লেজারের আলোতে কি এমন বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা লেজারকে বিশেষ করে তুলেছে লেজারের আলোর সাথে সাধারণ বাল্বের আলোর পার্থক্য সেই সাথে কিভাবে লেজার লাইট তৈরি করা হয় লেজার সম্পৃক্ত এমন বিভিন্ন বিষয় নিয়ে আজকের ভিডিও আমি জুম্মান নাচছি আপনাদের সাথে আপনারা দেখছেন বিজ্ঞান পাইছি সাধারণ চোখে লেজার
লাইট দেখলে মনে হবে সরল আলোকরশ্মি কিন্তু আমরা যদি গভীরভাবে লেজার লাইট কে পর্যবেক্ষণ করি তবে তিনটি বিশেষ বৈশিষ্ট্য লেজার লাইটে পাওয়া যাবে প্রথমত লেজার লাইট হচ্ছে মনোক্রোম্যাটিক অর্থাৎ লেজার লাইট থেকে একই কালারের আলো নির্গত হয় বিষয়টিকে আমরা বলতে পারি থেকে একটি নির্দিষ্ট ওয়েবলেন্থের আলো নির্গত হয় এবং এইজন্যই লেজার লাইট যেকোনো একটি নির্দিষ্ট কালারের হয়ে থাকে দ্বিতীয়ত লেজার লাইট কোহেরেন্ট অর্থাৎ লেজার লাইটে থাকা সকল আলোর তরঙ্গ সমদশা সম্পন্ন হয়ে থাকে যার ফলে লেজার লাইট খুবই পাওয়ারফুল হয়ে থাকে জাস্ট কয়েক মিলিওয়াটের লেজার লাইট ও চোখের ক্ষতি করার সামর্থ্য রাখে তৃতীয়ত লেজার লাইট খুবই ফোকাসড অর্থাৎ লেজার লাইট
চারদিকে ছড়িয়ে পড়ে না বরং একটি নির্দিষ্ট দিকে অর্থাৎ সরলরেখা বরাবর চলতে থাকে লেজার লাইটের এই তিনটি বৈশিষ্ট্য একে অন্য সকল আলো থেকে বিশেষ করে তুলেছে এখন প্রশ্ন হচ্ছে কিভাবে লাইটের মধ্যে এই বৈশিষ্ট্যগুলো নিয়ে আসা হয় এটা বোঝার জন্য প্রথমে সাধারণ এলইডি বাল্ব থেকে নির্গত আলো কেমন সেটা দেখা যাক এলইডিতে দুই ধরনের সেমিকন্ডাক্টর থাকে একটি হচ্ছে এন টাইপ এবং অন্যটি হচ্ছে পি টাইপ এন টাইপ সেমিকন্ডাক্টরে অতিরিক্ত ইলেকট্রন থাকে অন্যদিকে পি টাইপে ইলেকট্রনের ঘাটতি থাকে এখন এই দুটি সেমিকন্ডাক্টর পাশাপাশি থাকার পরেও এন টাইপ থেকে ইলেকট্রন পি টাইপে যেতে মিনিমাম একটি ভোল্টেজের প্রয়োজন পড়ে ফলে বাইরে থেকে এই
ভোল্টেজ এপ্লাই করলে এন টাইপ থেকে অতিরিক্ত ইলেকট্রন পি তে থাকা ঘাটতির অংশে যেতে থাকে কিন্তু এই ক্ষেত্রে এন এর ইলেকট্রন পি এর ঘাটতিতে বসার জন্য কিছুটা এনার্জি লুজ করতে হয় এবং এই লুজ করা এনার্জি ফোটন বা আলোর আকারে বের হয়ে আসে এইভাবে যতক্ষণ এক্সটার্নাল ভোল্টেজ এপ্লাই করা হয় ততক্ষণ ফোটন নির্গত হতে থাকে যার ফলে এলইডি বাল্বকে উজ্জ্বলতা সরাতে দেখা যায় এখন এলইডি বাল্ব থেকে কোন বর্ণের আলো নির্গত হবে তা নির্ভর করে সেমিকন্ডাক্টর কোন উপাদান দিয়ে তৈরি করা হয়েছে তার উপর এই চার্টে দেখতে পাচ্ছেন কোন পদার্থের ক্ষেত্রে কোন বর্ণের আলো নির্গত হবে এখন আমরা যদি লাল
বর্ণের এলইডি বিবেচনা করি তবে এখান থেকে সেম ওয়েভলেন্থের আলো নির্গত হবে অর্থাৎ মনোক্রোমেটিক লাইট এখন এই মনোক্রোমেটিক লাইট সমদশায় নির্গত না হয়ে এলোমেলো ভাবে নির্গত হবে অর্থাৎ এলইডি থেকে নির্গত লাইট মনোক্রোমেটিক হলেও কোহেরেন্ট নয় যার ফলে এলইডি থেকে নির্গত লাইট লেজার লাইট হয়ে উঠতে পারে না এখন বলা যাক কিভাবে আলোর মধ্যে লেজারের বৈশিষ্ট্য নিয়ে আসা হয় লেজারের ধারণার সূত্রপাত হয় হয় 1916 সালে আলবার্ট আইনস্টাইনের কোয়ান্টাম থিওরি অফ রেডিয়েশন পাবলিশের মাধ্যমে এখানে আইনস্টাইন লেজারের মত কিছু একটা প্রপোজাল করার পরেও দীর্ঘ সময় লেগে যায় লেজার বাস্তবে রূপ নিতে 1953 সালে চার্লস টাউস সর্বপ্রথম খুবই স্বল্প সময়ের জন্য
লেজার তৈরি করেন যেখানে ব্যবহার করা হয় মাইক্রোওয়েভ ফলে একে তখন বলা হতো মেজার কাছাকাছি সময়ে রাশিয়ার নিকোলাই বাজোফ এবং আলেকজান্ডার প্রোরফ মেজারকে কিভাবে দীর্ঘ সময়ের জন্য তৈরি করা যেতে পারে তা নিয়ে কাজ করেন একই সময়ে উনি আমেরিকার সাইন্টিস্ট গর্ডন গোল্ড একই বিষয় নিয়ে কাজ করছিলেন এবং তার লিখিত নোটেই সর্বপ্রথম লেজার শব্দটি পাওয়া যায় তবে পৃথিবীর প্রথম ফাংশনাল লেজার সফলভাবে তৈরি করেন আমেরিকার থিওডর মাইম্যান 1960 সালের 16ই মে এটি হচ্ছে মাইম্যানের লেজার ডিভাইস এর মাধ্যমেই লেজারের যাত্রা শুরু হয় যদিও লেজার নিয়ে কাজ করার পায়োনিয়ার হিসেবে চার্লস টাওস বাজভ এবং প্রোকরফকে 1964 সালে ফিজিক্সের নোবেল পুরস্কার দেয়া
হয় মাইম্যান যেই প্রক্রিয়ায় লেজার তৈরি করেছিলেন বর্তমানে সেই একই প্রক্রিয়াতেই লেজার তৈরি করা হয় অর্থাৎ টেকনিক্যাল দিকগুলোতে কিছুটা উন্নতি হলেও বেসিক প্রিন্সিপাল সেই আগের মতোই রয়েছে এখন বলা যাক মাইম্যান কিভাবে লেজার ডিভাইস তৈরি করেছিলেন আমরা সবাই জানি পরমাণুর ইলেকট্রন শক্তি শোষণ করে উচ্চ শক্তিস্তরে যেতে পারে আবার শক্তি বিকিরণ করে নিম্ন শক্তিস্তরে আসতে পারে লেজার প্রডিউস করার ক্ষেত্রে এই বিষয়টিকেই ব্যবহার করা হয় মনে করুন আপনি একটি পদার্থ নিয়েছেন এই পদার্থের মধ্যে রয়েছে পরমাণু এখন আপনি যদি এটিতে এনার্জি প্রয়োগ করেন তবে পদার্থে থাকা ইলেকট্রন এনার্জি শোষণ করে উচ্চ শক্তিস্তরে যাবে তবে ইলেকট্রন যখন উচ্চ শক্তিস্তরে যায় তখন
সেটা খুবই আনস্টেবল অবস্থায় থাকে ফলে প্রায় তাৎক্ষণিকভাবে শক্তি নির্গত করে আগের শক্তিস্তরে চলে আসে এখন এই যে শক্তি নির্গত করলো এটি তাপশক্তি কিংবা আলোক শক্তি আকারে বের হয়ে আসবে যেমন ডায়োডের ক্ষেত্রে নির্গত শক্তি তাপশক্তি আকারে বের হয়ে আসে আবার এলইডি বা লাইট ইমিটিং ডায়োডের ক্ষেত্রে আলোক শক্তি আকারে বের হয়ে আসে এখন আমরা ধরে নেই যেই পদার্থটি আমরা বিবেচনা করছি তাতে শক্তি প্রয়োগ করলে ইলেকট্রন যে শক্তি শোষণ করে পরবর্তীতে তা আলোক শক্তি বা ফোটন আকারে নির্গত করে তবে এই ক্ষেত্রে নির্গত ফোটনের নির্দিষ্ট কোন দিক থাকবে না বরং এলোমেলো ভাবে নির্গত হবে যার ফলে এরা সমদশা সম্পন্ন
হবে না এখন এই এলোমেলো ভাবে নির্গত ফোটনকে একই দশাতে আনার জন্য মাইমেন ব্যবহার করেন রুবি রুবির পরমাণুতে ইলেকট্রনের জন্য একটি মেটাস্টেবল শক্তিস্তর থাকে এই ম্যাটাস্টেবল শক্তিস্তরে ইলেকট্রন তুলনামূলক বেশি সময়ের জন্য অবস্থান করতে পারে মনে করুন এই হচ্ছে একটি রুবির পরমাণু এবং এটি ইলেকট্রনের গ্রাউন্ড স্টেট বা নিম্ন শক্তিস্তর এটি মেটাস্টেবল শক্তিস্তর এবং এটি উচ্চ শক্তিস্তর এখন ধরে নেই এখানে রুবির পাঁচটি পরমাণু রয়েছে এই পাঁচটি পরমাণুতে প্রথমে লাইট ফ্লাশের মাধ্যমে এনার্জি দেয়া হয় যাকে বলে পাম্পিং পাম্পিং এর ফলে রুবির পরমাণুতে থাকা ইলেকট্রন উচ্চশক্তি স্তরে চলে যাবে পরবর্তীতে তাৎক্ষণিকভাবে ইলেকট্রন উচ্চশক্তি স্তর থেকে মেটাস্টেবল স্তরে নেমে আসবে এবং
সেখানে তুলনামূলক বেশি সময়ের জন্য স্থায়ী হবে এই সময় কোন একটি পরমাণুর ইলেকট্রন মেটাস্টেবল স্তর থেকে নিম্ন শক্তিস্তরে নেমে আসলে নির্দিষ্ট ওয়েবলেন্থের আলো বা ফোটন নির্গত করবে এখন এই ফোটন যখন সামনে যেতে থাকবে তখন এই ফোটনের প্রভাবে অন্য পরমাণুর ম্যাটাস টেবলে থাকা ইলেকট্রন নিম্নশক্তিস্তরে নেমে আসবে এবং সেই সাথে একই ওয়েবলেন্থের আরেকটি ফোটন নির্গত করবে অর্থাৎ একটি ফোটনের প্রভাবে আরেকটি ফোটন তৈরি হয়েছে পরবর্তীতে এই দুইটি ফোটনের প্রভাবে একইভাবে চারটি ফোটন তৈরি হবে এখন রুবির একটি খন্ডে কোটি কোটি পরমাণু থাকবে ফলে এই কোটি কোটি পরমাণু থেকে কোটি কোটি ফোটন নির্গত হবে যাদের প্রত্যেকটির ওয়েবলেন্থ হবে সেম এখন এখানে
সেম ওয়েবলেন্থের প্রচুর পরিমাণে ফোটন নির্গত হলেও এদের কোন নির্দিষ্ট দিক থাকবে না অর্থাৎ এরা এলোমেলো ভাবে নির্গত হতে থাকবে এখন বিভিন্ন দিকে ছুটতে থাকা ফোটনকে নির্দিষ্ট দিকে আনার জন্য রুবির দুই পাশে দুইটি আয়না বসানো থাকে দুইটি আয়ের মধ্যে একটি আয়নাতে 100% আলো প্রতিফলিত হবে এবং অন্য আয়নাটির কিছু অংশ থেকে আংশিক আলো প্রতিফলিত হবে এখন এই আয়নার ফলে সমান্তরালে তৈরি হওয়া ফোটন দুই আয়নাতে প্রতিফলিত হতে থাকবে অর্থাৎ সমান্তরালে থাকা ফোটন একটি ট্র্যাপের মধ্যে পড়ে যাবে যার ফলে গেইন মিডিয়াম অর্থাৎ রুবির মধ্যে উচ্চ তীব্রতার সমদশা সম্পূর্ণ লাইট তৈরি হতে থাকবে এখন রুবিতে সীমাবদ্ধ আলো খুবই সামান্য অংশ
আংশিক প্রতিফলন করা আয়না দিয়ে বের হয়ে আসবে এবং এটাই হচ্ছে লেজার লাইট আপনি যতক্ষণ রুবির মধ্যে এক্সটার্নাল এনার্জি দিবেন অর্থাৎ পাম্পিং করবেন ততক্ষণ লেজার লাইট নির্গত হবে লেজারের বিষয়টিকে ল্যামিনার ফ্লো এর সাথে তুলনা করা যেতে পারে ল্যামিনার ফ্লো এর ক্ষেত্রে যেমন লিকুইড বা গ্যাস খুবই স্মুথ ভাবে প্রবাহিত হয় ঠিক তেমনি লেজারের ক্ষেত্রেও লাইট খুবই স্মুথ ওয়েতে নির্গত হয় এখন ল্যামিনার ফ্লো প্রাপ্তির জন্য যেমন প্রবাহমুখের আগে লিকুইডকে স্টোর করে সব ধরনের টার্বুলেন্ট নিষ্ক্রিয় করতে হয় তেমনি লেজারের ক্ষেত্রেও লাইট স্টোর করে সেখান থেকে শুধুমাত্র সমদশা সম্পন্ন লাইটগুলোকে বের হতে দেয়া হয় আপনি যেকোনো ওয়েবলেন্থের আলোর লেজার তৈরি
করতে পারবেন সেক্ষেত্রে আপনাকে শুধুমাত্র সঠিক গেইন মিডিয়াম নিতে হবে এই চার্টটি লক্ষ্য করুন কোন ধরনের গেইন মিডিয়ামের ক্ষেত্রে কোন বর্ণের বা কোন ওয়েবলেন্থের আলো নির্গত হবে তা এখানে উল্লেখ করা রয়েছে যেমন রুবির ক্ষেত্রে 6943 নোনোমিটার ওয়েবলেন্থের আলো নির্গত হয় যার ফলে রুবি থেকে নির্গত লেজার লাইটের বর্ণ হয়ে থাকে গেইন মিডিয়াম হিসেবে যে শুধুমাত্র সলিড উপাদান ব্যবহার করতে হবে তা কিন্তু নয় আপনি লিকুইড এবং গ্যাস কেও গেইন মিডিয়াম হিসেবে ব্যবহার করতে পারবেন যেমন বিভিন্ন মেটেরিয়াল কাটার ক্ষেত্রে যে লেজার ব্যবহার করা হয় তার মধ্যে একটি হচ্ছে কার্বন ডাইঅক্সাইড লেজার এই লেজারে গেইন মিডিয়াম হিসেবে ব্যবহার করা হয়
কার্বন ডাইঅক্সাইড অর্থাৎ প্রথম লেজারের ক্ষেত্রে সলিড রুবি ব্যবহার করা হলেও কার্বন ডাইঅক্সাইড লেজারে রুবির পরিবর্তে কার্বন ডাইঅক্সাইড ব্যবহার করা হয় প্রথম দিকে আবিষ্কৃত লেজার ছিল কন্টিনিউয়াস লেজার অর্থাৎ এই ক্ষেত্রে কন্টিনিউয়াসলি আলো নিগত হতো তবে বর্তমানে শর্ট পালস লেজার সেই সাথে আল্ট্রা শর্ট পালস লেজারও রয়েছে এবং এই শর্ট পালস কিংবা আল্ট্রা শর্ট পালস লেজারের মাধ্যমে লেজারের ব্যবহার ব্যাপকভাবে বৃষ্টি লাভ করে পাওয়ারফুল লেজারে এমনিতেই প্রচুর শক্তি থাকে তার উপর আবার লেন্সের মাধ্যমে সেই আলোকে একটি ছোট স্থানে নিয়ে আসা হয় যার ফলে এই কেন্দ্রীভূত লেজার যখন কোন একটি বস্তুর উপর ফেলা হয় তখন ওই স্থানের ম্যাটেরিয়াল তাপের কারণে
বাষ্পীভূত হয়ে যায় যার ফলে ওই মেটাল কেটে যায় তবে কন্টিনিউয়াস লেজারের ফলে তাপশক্তি বেশি স্থান জুড়ে ছড়িয়ে পড়ে ফলে কাটা অংশটি স্মুথ হয় না কিন্তু শর্ট পালস লেজার ব্যবহার করলে তাপশক্তি বেশি স্থান জুড়ে ছড়াতে পারে না ফলে কাটা অংশটি খুবই স্মুথ থাকে কিছুদিন আগে অ্যাটো সেকেন্ড পালস লেজারও তৈরি করা হয়েছে যার মাধ্যমে ইলেকট্রনের ইমিজিং ও করা যায় এই অ্যাটো সেকেন্ড পালস লেজার আবিষ্কারের জন্যই 2023 সালের নোবেল প্রাইজ দেওয়া হয়েছিল অ্যাটো সেকেন্ড পালস লেজারের মাধ্যমে কিভাবে ইলেকট্রনের ইমেজিং করা হয় এ বিষয়টি জানতে আমার এই ভিডিওটি দেখতে পারেন বর্তমান সময়ে লেজারের ব্যবহার ব্যাপক পরিসরে বিস্তৃত যেমন টেলিকমিউনিকেশন
অপটিক্যাল ফাইবারের জিরো ওয়ান সিগন্যাল কে আলো আছে আবার নেই এইভাবে প্রেরণ করা হয় এবং এখানে আলো হিসেবে ব্যবহার করা হয় লেজার এবং শর্ট পালস লেজারের ফলে অল্প সময়ের মধ্যে বেশি ডাটা ট্রান্সফার সম্ভব হয়েছে চিকিৎসাশাস্ত্রের ক্ষেত্রে বিভিন্ন পরীক্ষা-নিরীক্ষা সার্জারি ক্যান্সার ট্রিটমেন্ট সহ বিভিন্নভাবে লেজারের ব্যবহার রয়েছে ডিফেন্স সিস্টেমে লেজারের ব্যবহার রয়েছে স্পেস গবেষণাতেও লেজারের ব্যবহার রয়েছে গ্রাউন্ড বেস টেলিস্কোপের ক্ষেত্রে লেজারের মাধ্যমে আর্টিফিশিয়াল স্টার তৈরি করা হয় যা প্রকৃত স্টারকে স্টাডি করার ক্ষেত্রে যথেষ্ট সহায়ক হিসেবে কাজ কাজ করে আসলে প্রায় সকল শিল্প ক্ষেত্রে কোনো না কোনো ভাবে লেজারের ব্যবহার রয়েছে তাছাড়া আমাদের প্রতিদিনকার জীবনযাপনের ক্ষেত্রেও লেজারের ব্যবহার রয়েছে
যা আমাদের অজান্তেই আমাদের জীবনকে সহজ করেছে প্রতিনিয়ত লেজারের উন্নতি সাধিত হচ্ছে সেই সাথে লেজারের ব্যবহারের পরিধিও বৃদ্ধি পাচ্ছে তবে ব্যক্তিজীবনে আমরা লেজারের কিছুটা অপব্যবহার করে থাকি যেমন আপনি চাইলেই বাজার থেকে লেজার পয়েন্টার কিনতে পারবেন এই পয়েন্টার ব্যবহারের ক্ষেত্রে আমাদের সতর্ক থাকা উচিত কারণ এই লেজার চোখের ক্ষতি করতে সক্ষম আপনার মজার ছলে বা বিভিন্ন কারণে নিক্ষিপ্ত লেজার যদি কারো চোখে পড়ে তবে তা ওই ব্যক্তির চোখের মারাত্মক ক্ষতি করতে পারে তাছাড়া অযথা আকাশে লেজার নিক্ষেপ বিমান চলাচলের বিঘ্ন ঘটাতে পারে সুতরাং লেজার পয়েন্টার ব্যবহার করার ক্ষেত্রে আমাদের অবশ্যই সতর্ক থাকা উচিত সূর্য এবং পৃথিবীর ল্যাগ্রাঞ্চ পয়েন্ট গুলো খুবই
গুরুত্বপূর্ণ স্থান যেমন এল টু ল্যাগ্রাঞ্চ পয়েন্ট এতটাই সুইটেবল প্লেস যে এখন পর্যন্ত সেখানে প্রচুর টেলিস্কোপ পাঠানো হয়েছে ফলে এল টু কে বলতে পারেন টেলিস্কোপের আতর ঘর এখন পর্যন্ত পর্যন্ত লেগরাঞ্জ পয়েন্টগুলোতে পরিচালিত মিশন সম্পর্কে জানতে এই ভিডিওটি দেখতে পারেন ভিডিও ভালো লাগলে বিজ্ঞান পাইসি পরিবারে যুক্ত হয়ে সাথে থাকতে পারেন
