پیشہ ورانہ علم

اصول کی ساخت اور لیزر کا اطلاق

2021-08-04
لیزر ایک ایسا آلہ ہے جو لیزر کو خارج کر سکتا ہے۔ ورکنگ میڈیم کے مطابق، لیزرز کو چار اقسام میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: گیس لیزرز، ٹھوس لیزرز، سیمی کنڈکٹر لیزرز اور ڈائی لیزرز۔ حال ہی میں، مفت الیکٹران لیزر تیار کیے گئے ہیں. ہائی پاور لیزرز عام طور پر نبض ہوتے ہیں۔ آؤٹ پٹ

لیزر کے کام کے اصول:
مفت الیکٹران لیزرز کے علاوہ، مختلف لیزرز کے کام کرنے کے بنیادی اصول ایک جیسے ہیں۔ لیزر جنریشن کے لیے ناگزیر حالات آبادی کا الٹنا ہے اور نقصان سے زیادہ فائدہ ہوتا ہے، اس لیے ڈیوائس میں ناگزیر اجزاء حوصلہ افزائی (یا پمپنگ) ذریعہ اور میٹاسٹیبل انرجی لیول کے ساتھ ورکنگ میڈیم ہیں۔ حوصلہ افزائی کا مطلب یہ ہے کہ کام کرنے والا میڈیم بیرونی توانائی کو جذب کرنے کے بعد ایک پرجوش حالت میں پرجوش ہے، آبادی کے الٹ جانے کو سمجھنے اور اسے برقرار رکھنے کے لیے حالات پیدا کرتا ہے۔ حوصلہ افزائی کے طریقوں میں آپٹیکل اتیجیت، برقی حوصلہ افزائی، کیمیائی حوصلہ افزائی اور جوہری توانائی کی حوصلہ افزائی شامل ہیں.
کام کرنے والے میڈیم کی میٹاسٹیبل انرجی لیول محرک تابکاری کو حاوی بناتی ہے، اس طرح آپٹیکل ایمپلیفیکیشن کا احساس ہوتا ہے۔ لیزرز میں عام اجزاء میں ریزونینٹ کیویٹی شامل ہوتی ہے، لیکن گونجنے والی گہا (دیکھیں آپٹیکل ریزوننٹ کیویٹی) ایک ناگزیر جز نہیں ہے۔ گونجنے والی گہا گہا میں موجود فوٹون کو ایک ہی فریکوئنسی، فیز اور چلنے کی سمت بنا سکتی ہے، تاکہ لیزر میں اچھی سمت اور ہم آہنگی ہو۔ مزید برآں، یہ کام کرنے والے مواد کی لمبائی کو اچھی طرح سے کم کر سکتا ہے، اور گونجنے والے گہا کی لمبائی (یعنی موڈ سلیکشن) کو تبدیل کر کے پیدا ہونے والے لیزر کے موڈ کو بھی ایڈجسٹ کر سکتا ہے، اس لیے عام طور پر لیزرز میں گونجنے والی گہا ہوتی ہے۔

لیزر عام طور پر تین حصوں پر مشتمل ہوتا ہے:
1. کام کرنے والا مادہ: لیزر کے بنیادی حصے میں، صرف وہی مادہ جو توانائی کی سطح کی منتقلی کو حاصل کر سکتا ہے لیزر کے کام کرنے والے مادہ کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔
2. حوصلہ افزا توانائی: اس کا کام کام کرنے والے مادے کو توانائی فراہم کرنا ہے، اور ایٹموں کو کم توانائی کی سطح سے خارجی توانائی کی اعلی سطح تک اکسیٹ کرنا ہے۔ عام طور پر ہلکی توانائی، تھرمل توانائی، برقی توانائی، کیمیائی توانائی وغیرہ ہو سکتی ہے۔
3. آپٹیکل ریزوننٹ گہا: پہلا کام کام کرنے والے مادے کی محرک تابکاری کو مسلسل جاری رکھنا ہے۔ دوسرا فوٹون کو مسلسل تیز کرنا ہے۔ تیسرا لیزر آؤٹ پٹ کی سمت کو محدود کرنا ہے۔ سب سے آسان آپٹیکل ریزوننٹ گہا ہیلیم نیین لیزر کے دونوں سروں پر رکھے ہوئے دو متوازی آئینے پر مشتمل ہے۔ جب کچھ نیون ایٹم دو توانائی کی سطحوں کے درمیان منتقلی کرتے ہیں جنہوں نے آبادی کا الٹا حاصل کیا ہے، اور لیزر کی سمت کے متوازی فوٹان کو ریڈی ایٹ کرتے ہیں، تو یہ فوٹون دونوں آئینے کے درمیان آگے پیچھے منعکس ہوں گے، اس طرح مسلسل محرک تابکاری کا باعث بنتے ہیں۔ بہت مضبوط لیزر لائٹ بہت تیزی سے پیدا ہوتی ہے۔

لیزر سے خارج ہونے والی روشنی کا معیار خالص ہے اور سپیکٹرم مستحکم ہے، جسے کئی طریقوں سے استعمال کیا جا سکتا ہے:
روبی لیزر: اصل لیزر یہ تھی کہ روبی ایک روشن چمکتے بلب سے پرجوش تھا، اور جو لیزر تیار کیا گیا تھا وہ ایک مسلسل اور مستحکم بیم کے بجائے "پلس لیزر" تھا۔ اس لیزر کے ذریعہ تیار کردہ روشنی کی رفتار کا معیار بنیادی طور پر اس لیزر سے مختلف ہے جو لیزر ڈائیوڈ کے ذریعہ تیار کیا گیا ہے جسے ہم ابھی استعمال کر رہے ہیں۔ روشنی کا یہ شدید اخراج جو صرف چند نینو سیکنڈ تک رہتا ہے، آسانی سے حرکت کرنے والی اشیاء، جیسے لوگوں کے ہولوگرافک پورٹریٹ کو پکڑنے کے لیے بہت موزوں ہے۔ پہلا لیزر پورٹریٹ 1967 میں پیدا ہوا تھا۔ روبی لیزرز کو مہنگے یاقوت کی ضرورت ہوتی ہے اور وہ صرف روشنی کی چھوٹی دھڑکنیں پیدا کر سکتے ہیں۔

He-Ne لیزر: 1960 میں، سائنسدانوں علی جاون، ولیم آر برینٹ جونیئر اور ڈونلڈ ہیریئٹ نے ایک He-Ne لیزر ڈیزائن کیا۔ یہ پہلا گیس لیزر ہے۔ اس قسم کی لیزر عام طور پر ہولوگرافک فوٹوگرافرز استعمال کرتے ہیں۔ دو فوائد: 1. مسلسل لیزر پیداوار پیدا; 2. روشنی کے جوش کے لیے فلیش بلب کی ضرورت نہیں ہے، بلکہ الیکٹرک ایکسائٹیشن گیس کا استعمال کریں۔

لیزر ڈایڈڈ: لیزر ڈایڈڈ سب سے زیادہ استعمال ہونے والے لیزرز میں سے ایک ہے۔ روشنی کے اخراج کے لیے ڈایڈڈ کے PN جنکشن کے دونوں طرف الیکٹرانوں اور سوراخوں کے بے ساختہ دوبارہ امتزاج کے رجحان کو spontaneous Emission کہا جاتا ہے۔ جب خود بخود تابکاری سے پیدا ہونے والا فوٹون سیمی کنڈکٹر سے گزرتا ہے، ایک بار جب یہ خارج ہونے والے الیکٹران ہول جوڑے کے قریب سے گزر جاتا ہے، تو یہ دونوں کو دوبارہ جوڑنے اور نئے فوٹون بنانے کے لیے پرجوش کر سکتا ہے۔ یہ فوٹون پرجوش کیریئرز کو دوبارہ جوڑنے اور نئے فوٹونز کو خارج کرنے پر اکساتا ہے۔ اس رجحان کو محرک اخراج کہا جاتا ہے۔

اگر انجکشن شدہ کرنٹ کافی بڑا ہے تو، حرارتی توازن کی حالت کے برعکس کیریئر کی تقسیم بن جائے گی، یعنی آبادی کا الٹا۔ جب فعال تہہ میں کیریئرز بڑی تعداد میں الٹ پھیر میں ہوتے ہیں تو، گونجنے والے گہا کے دونوں سروں کے ایک دوسرے کے ساتھ ہونے والی عکاسی کی وجہ سے تھوڑی مقدار میں بے ساختہ تابکاری پیدا ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں فریکوئنسی سلیکٹیو ریزوننٹ مثبت تاثرات حاصل ہوتے ہیں، یا مخصوص تعدد. جب نفع جذب کے نقصان سے زیادہ ہوتا ہے، تو PN جنکشن سے اچھی اسپیکٹرل لائنز-لیزر لائٹ کے ساتھ ایک مربوط روشنی خارج کی جا سکتی ہے۔ لیزر ڈائیوڈ کی ایجاد لیزر ایپلی کیشنز کو تیزی سے مقبول بنانے کی اجازت دیتی ہے۔ مختلف قسم کی معلومات کی اسکیننگ، آپٹیکل فائبر کمیونیکیشنز، لیزر رینجنگ، لیڈر، لیزر ڈسکس، لیزر پوائنٹرز، سپر مارکیٹ کلیکشن وغیرہ کو مسلسل تیار اور مقبول کیا جا رہا ہے۔
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept