लेज़र ब्राइटनेस क्या है?
लेज़र ब्राइटनेस — जिसे तकनीकी भाषा में रेडियंस कहा जाता है — यह बताती है कि कोई लेज़र प्रति इकाई उत्सर्जन क्षेत्रफल और प्रति इकाई ठोस कोण पर कितनी ऑप्टिकल पावर पहुँचाता है। यह किसी लेज़र स्रोत की गुणवत्ता मापने के सबसे बुनियादी मानकों में से एक है, क्योंकि केवल पावर के विपरीत ब्राइटनेस यह दर्शाती है कि ऊर्जा को कितनी सघनता से फ़ोकस और कोलिमेट किया जा सकता है। दो लेज़रों की पावर एक जैसी हो सकती है, फिर भी उनकी ब्राइटनेस बहुत अलग हो सकती है — अगर एक की बीम बड़ी हो या उसका डाइवर्जेंस ज़्यादा चौड़ा हो।
सूत्र
ब्राइटनेस को इस तरह परिभाषित किया जाता है:
$$B = \frac{P}{A \cdot \Omega}, \quad \text{जहाँ} \quad \Omega = \pi \cdot \theta^{2}$$
यहाँ P लेज़र की पावर है (वाट में), A बीम का अनुप्रस्थ क्षेत्रफल है (वर्ग मीटर में), θ बीम का डाइवर्जेंस हाफ-एंगल है (रेडियन में), और Ω बीम का ठोस कोण है (स्टेरेडियन में)। दोनों को मिलाने पर मिलता है $$B = \frac{P}{A \cdot \pi \cdot \theta^{2}}$$ जिसकी इकाई होती है \(\text{W}\cdot\text{m}^{-2}\cdot\text{sr}^{-1}\)।
इस कैलकुलेटर का उपयोग कैसे करें
लेज़र की पावर, एपर्चर पर बीम का क्षेत्रफल, और बीम का डाइवर्जेंस हाफ-एंगल (रेडियन में) दर्ज करें। कैलकुलेटर पहले बीम का ठोस कोण Ω निकालता है और फिर पावर को क्षेत्रफल तथा ठोस कोण के गुणनफल से भाग देकर ब्राइटनेस बताता है। पावर बढ़ाने से ब्राइटनेस बढ़ती है, जबकि बड़ा स्पॉट या चौड़ा डाइवर्जेंस इसे घटा देता है।
हल किया हुआ उदाहरण
मान लीजिए कोई लेज़र \(P = 1\ \text{W}\) की पावर देता है, बीम क्षेत्रफल \(A = 0.0001\ \text{m}^2\) है और डाइवर्जेंस हाफ-एंगल \(\theta = 0.001\ \text{rad}\) है। तो ठोस कोण होगा $$\Omega = \pi \times 0.001^{2} \approx 3.1416 \times 10^{-6}\ \text{sr}$$ इससे $$B = \frac{1}{0.0001 \times 3.1416 \times 10^{-6}} \approx 3.183 \times 10^{9}\ \text{W}\cdot\text{m}^{-2}\cdot\text{sr}^{-1}$$
अक्सर पूछे जाने वाले सवाल
डाइवर्जेंस इतना ज़्यादा मायने क्यों रखता है? ब्राइटनेस \(\theta^{2}\) पर निर्भर करती है, इसलिए डाइवर्जेंस आधा करने पर ब्राइटनेस चार गुना हो जाती है — यही वजह है कि कोलिमेशन बेहद अहम है।
क्या ब्राइटनेस संरक्षित रहती है? एक आदर्श बिना-हानि वाले ऑप्टिकल सिस्टम में, पैसिव ऑप्टिक्स से रेडियंस (ब्राइटनेस) को बढ़ाया नहीं जा सकता; इसे केवल बनाए रखा या घटाया जा सकता है।
मुझे कौन-सी इकाइयाँ इस्तेमाल करनी चाहिए? पूरे हिसाब में SI इकाइयाँ इस्तेमाल करें: वाट, वर्ग मीटर और रेडियन — जिससे ब्राइटनेस \(\text{W}\cdot\text{m}^{-2}\cdot\text{sr}^{-1}\) में मिलती है।
