چترا 1: تجرباتی طور پر ماپنے والے گاوسی بیم (بائیں) اور اوپر کی ٹوپی بیم (دائیں) کی شدت کی تقسیم۔
زیادہ تر لیزر بیم میں گاوسی کی شدت کی تقسیم ہوتی ہے۔ تاہم ، کچھ ایپلی کیشنز میں ، غیر گاوسی بیم استعمال کرنا زیادہ فائدہ مند ثابت ہوسکتا ہے۔ ایک گاوسی بیم میں ایک شدت کی تقسیم کراس سیکشن ہوتا ہے جو مرکز سے بڑھتے ہوئے فاصلے کے ساتھ متوازی طور پر کم ہوتا ہے۔ اس کے برعکس ، ایک اوپر کی ٹوپی بیم کراس سیکشن میں مستقل شدت کی تقسیم کو برقرار رکھتی ہے ، جس سے پروسیسنگ کے دوران ہدف پر مستقل شعاع ریزی کی شدت کی اجازت ملتی ہے (شکل 1 دیکھیں)۔ اس کے نتیجے میں ، اعلی طاقت والے لیزرز کے لئے سیمیکمڈکٹر ویفر پروسیسنگ ، دیگر مواد پروسیسنگ اور نان لائنر فریکوینسی تبادلوں جیسے ایپلی کیشنز میں زیادہ درست اور پیش قیاسی نتائج حاصل کیے جاسکتے ہیں۔
ٹاپ ہیٹ بیم گاوسی بیم کے مقابلے میں صاف ستھرا کٹ اور تیز کناروں کو تیار کرتے ہیں ، لیکن ٹاپ ہیٹ بیم پیدا کرنے سے نظام کی اضافی لاگت اور پیچیدگی شامل ہوتی ہے۔ ٹاپ ہیٹ بیم کے فوائد کو سمجھنا اور ان کو تیار کرنے کے مختلف طریقوں سے لیزر سسٹم انٹیگریٹرز کو ان کی قسم کی درخواست کے لئے صحیح قسم کے لیزر بیم کو منتخب کرنے میں مدد مل سکتی ہے۔
گاوسی بیم کی خصوصیات
گوسی لیزر لیزر کے دیگر اقسام کے مقابلے میں زیادہ عام اور لاگت سے موثر ہیں۔ زیادہ تر اعلی معیار کے ، سنگل موڈ لیزرز ایک بیم کا اخراج کرتے ہیں جو ایک کم آرڈر گاوسی ایلیڈینس پروفائل کی پیروی کرتا ہے ، جسے TEM 00 وضع کے نام سے بھی جانا جاتا ہے۔ کم معیار کے ذرائع میں کچھ حد تک دوسرے لیزر طریقوں بھی موجود ہوں گے ، لیکن عام طور پر فرض کریں کہ لیزر کے پاس سسٹم ماڈلنگ کو آسان بنانے کے لئے مطلوبہ گاوسی پروفائل موجود ہے۔
اگر گاوسی بیم میں اوپری ہیٹ بیم کی طرح اوسط آپٹیکل پاور ہے تو ، گاوسی بیم کی چوٹی کی حد سے زیادہ حد سے زیادہ ہیٹ بیم سے دوگنا ہوگا۔ چونکہ ایک گاوسی بیم آپٹیکل سسٹم کے ذریعے پھیلتا ہے ، یہ گاوسی شعاع ریزی پروفائل کی تقسیم کو برقرار رکھتا ہے یہاں تک کہ اگر چوٹی کی شدت یا بیم کے سائز میں تبدیلی آتی ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ گاوسی بیم مستقل رہتا ہے جیسے ہی یہ پھیلتا ہے۔
گاوسی بیم کے ساتھ کیا مسائل ہیں؟
گاوسی بیموں میں ان کی خرابیاں ہیں۔ ان ایپلی کیشنز میں جہاں مرکز میں بیم کا اعلی شدت کا حصہ استعمال ہوتا ہے ، دونوں طرف سے بیم کا کم شدت والا حصہ (نام نہاد "پنکھ") اکثر ضائع ہوتا ہے ، کیونکہ لیزر کی شدت درخواست کے لئے درکار حد سے زیادہ ہوتی ہے ، چاہے وہ مادی پروسیسنگ ، لیزر سرجری ، یا دیگر ایپلی کیشنز ہو۔
اس کے علاوہ ، گاوسی بیم کے پروں کو بھی ہدف زون سے باہر کے علاقوں کو نقصان پہنچ سکتا ہے ، اس طرح گرمی سے متاثرہ زون کو وسعت ملتی ہے۔ یہ لیزر سرجری اور صحت سے متعلق مواد پروسیسنگ جیسے ایپلی کیشنز کے لئے نقصان دہ ہے ، جہاں اعلی صحت سے متعلق اور کم سے کم گرمی سے متاثرہ زونوں کو ترجیح دی جاتی ہے۔ اس کے نتیجے میں ، گاوسی بیم کے ساتھ عملدرآمد کرنے والے مواد میں خاص طور پر ہموار کناروں نہیں ہوں گے ، اس طرح اس نظام کی درستگی کو کم کیا جائے گا۔
ٹاپ ہیٹ بیم کیوں استعمال کریں؟
گاوسی بیموں کے مقابلے میں ، ٹاپ ہیٹ بیم پروفائلز میں پروں والے حصے نہیں ہوتے ہیں اور اس میں تیز رفتار منتقلی ہوتی ہے ، جس کے نتیجے میں زیادہ موثر شدت کی منتقلی اور گرمی سے متاثرہ ایک چھوٹا سا زون ہوتا ہے۔ [2] اوپری ٹوپی بیم کے ساتھ اینچنگ ، ویلڈنگ ، یا کاٹنے کے آس پاس کے علاقے کو زیادہ عین مطابق اور کم نقصان دہ ہوگا۔
تصویر
ٹاپ ہیٹ بیموں کا یہ بڑا فائدہ انہیں بہت سے مختلف حالات کے ل suitable موزوں بنا دیتا ہے۔ لیزر سے متاثرہ نقصان کی دہلیز (LIDT) ٹیسٹنگ اور دیگر میٹرولوجی سسٹم میں ، ٹاپ ہیٹ بیم کی یکساں شدت کی تقسیم پیمائش کی غیر یقینی صورتحال اور شماریاتی تغیر کو کم کرتی ہے۔ فلوروسینس مائکروسکوپی ، ہولوگرافی اور انٹرفیومیٹری سسٹم میں ٹاپ ہیٹ بیم بھی فائدہ مند ہیں۔
اس بات کا اندازہ کرنے کا ایک طریقہ کہ آیا اصل لیزر بیم ایک کامل ٹاپ ہیٹ بیم کے قریب ہے یا نہیں اس کے فلیٹنس فیکٹر (Fη) کا تجزیہ کرنا ہے ، جس کا حساب بیم کی زیادہ سے زیادہ شعاع ریزی ویلیو کے ذریعہ اوسطا insird غیر منقولہ قیمت کو تقسیم کرکے حساب کیا جاتا ہے ، جیسا کہ آئی ایس او 13694 معیار میں بیان کیا گیا ہے۔
ٹاپ ہیٹ بیم کے نقصانات کیا ہیں؟
ہیٹ کا سب سے اوپر کا بیم تمام ایپلی کیشنز کے لئے موزوں نہیں ہے۔ یہ گاوسی بیم کی طرح سرمایہ کاری مؤثر نہیں ہے کیونکہ گاوسی بیم کو اوپر کی ٹوپی بیم میں شکل دینے کے لئے ایک اضافی بیم کی تشکیل کرنے والے جزو کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس جزو کو یا تو براہ راست لیزر ماخذ میں بنایا جاسکتا ہے یا لیزر کے باہر کسی سسٹم میں استعمال کیا جاسکتا ہے۔ یہ بیم کی تشکیل کرنے والے اجزاء ان پٹ بیم کے سائز پر منحصر ہیں اور XY ہوائی جہاز کی سیدھ سے حساس ہیں۔ اس کے علاوہ ، گاوسی بیم کے برعکس ، پھیلاؤ کے دوران ٹاپ ہیٹ بیم مستقل نہیں رہتے ہیں۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ ایک واقعہ ٹاپ ہیٹ بیم اس نظام کے ذریعے سفر کرتے ہوئے اپنی ہیٹ کی چوٹی کی شکل کو برقرار نہیں رکھے گا ، اور بالآخر ایک ہوا دار جگہ کی تقسیم سے مشابہت پیدا کرنے کے لئے تیار ہوگا۔
ایک ٹاپ ہیٹ بیم کو کیسے احساس ہوا؟
اگر ایک ٹاپ ہیٹ بیم مطلوب ہے ، لیکن سسٹم کی لاگت بہت محدود ہے اور کارکردگی کو بہت زیادہ ہونے کی ضرورت نہیں ہے تو ، گاوسی بیم کو ایک چھوٹی یپرچر کا استعمال کرتے ہوئے جسمانی طور پر کٹائی کی جاسکتی ہے تاکہ سیڈو ٹاپ ہیٹ پروفائل بنایا جاسکے۔ یہ طریقہ گاوسی بیم کے دونوں پروں سے توانائی کو ختم اور ضائع کرتا ہے اور بیم کے بیچ میں شدت کی تقسیم کو بھی نہیں نکالتا ہے۔ یہ طریقہ کارآمد ثابت ہوسکتا ہے اگر کم لاگت کو برقرار رکھنا ایک اہم عنصر ہے۔
اعلی کارکردگی والے نظاموں کے لئے جن کے لیزر توانائی کے موثر استعمال کی ضرورت ہوتی ہے ، بیم کی تشکیل والے اجزاء کو گاوسی بیم کو اوپر والے ہیٹ پیڈ بیم میں شکل دینے کے لئے استعمال کیا جاسکتا ہے۔ بیم کی تشکیل کرنے کے متعدد مختلف اقسام ہیں ، جن میں اضطراب انگیز ، عکاس ، ہولوگرافک اور تفاوت آلات شامل ہیں۔ اضطراب انگیز بیم کی تشکیل کرنے والے آلات بیم کے مرحلے کو ماڈیول کرنے کے لئے فیلڈ میپڈ اسفیریکل یا فری فارم لینس اور دیگر اضطراب والے اجزاء کا استعمال کرتے ہیں (شکل 2)۔ فائدہ یکساں شدت کی تقسیم اور فلیٹ مرحلے کا محاذ ہے۔ واقعہ بیم کے طول و عرض اور مرحلے کو گلیلین یا کیپلرین لینس اسمبلی میں آپٹیکل عناصر کے ذریعہ ماڈیول کیا جاتا ہے۔ یہ عمل عام طور پر انتہائی موثر (96 ٪ سے زیادہ) اور آلہ ڈیزائن کی حد سے زیادہ طول موج آزاد ہے۔ اضطراری بیم شیپرز کولیئمیٹڈ ، ٹاپ ہیٹپڈ بیم تیار کرتے ہیں جو خاص طور پر ایسے ایپلی کیشنز کے لئے موزوں ہیں جو طویل فاصلے پر چلتے ہیں ، جیسے ہولوگرافک امیجنگ اور مائکروسکوپی سسٹم۔
چترا 2: ایڈلوپٹیکا π شیپر ٹاپ ہیٹ بیم شیپر کا استعمال کرتے ہوئے ایک گوسین بیم کو اوپر کی ٹوپی بیم میں تشکیل دینا ، ایڈمنڈ آپٹکس کے ایڈلوپٹکس سے ، آپریٹنگ اصولوں پر مبنی ہے جیسے ویو فرنٹ میں رکاوٹیں اور توانائی کے تحفظ کی شرائط۔
دیگر قسم کے اضطراب انگیز بیم شیپرز جو گاوسی بیم کو نیم سیدھے ہوا والے مقام پر شکل دیتے ہیں۔ اس کا فائدہ یہ ہے کہ ہوا دار جگہ ، جب کسی تفاوت سے محدود لینس سیٹ کے ذریعہ توجہ مرکوز کرتی ہے تو ، ٹاپ ہیٹ پروفائل کے ساتھ ایک فوکسنگ پوائنٹ تشکیل دیتی ہے۔ بہت ساری ایپلی کیشنز جیسے مائکرووماچیننگ ، لتھوگرافی ، اور مائکروڈنگ میں ، فوکسنگ پوائنٹ کے لئے ایک ٹاپ ہیٹ پروفائل کی ضرورت ہوتی ہے۔
دوسری طرف ، تفاوت بیم شیپرز واقعہ لیزر بیم کی شدت کی تقسیم کو تبدیل کرنے کے لئے ، اضطراب کے بجائے تفاوت کا استعمال کرتے ہیں۔ مخصوص مائکرو اور نانوسٹریکچرز ایک اینچنگ عمل کا استعمال کرتے ہوئے ایک سبسٹریٹ پر تیار کیے جاتے ہیں تاکہ مختلف عناصر تشکیل پائیں۔ مختلف عنصر کے اثر اور طول موج کی حد عام طور پر ڈھانچے کی اونچائی اور خطے پر منحصر ہوتی ہے۔ لہذا ، کارکردگی کی غلطیوں سے بچنے کے لئے ڈیزائن کردہ طول موج کی حد کے اندر تفاوت آپٹیکل عناصر کا استعمال کرنا چاہئے۔
اضطراب انگیز بیم شیپروں کے مقابلے میں ڈائیورجینس زاویہ ، سیدھ اور بیم کی پوزیشن کے ل dif مختلف حساس ہیں۔ تاہم ، خلائی مجبوری لیزر سسٹم میں ڈفریکٹیو بیم شیپروں کا ایک خاص فائدہ ہوتا ہے ، کیونکہ وہ عام طور پر متعدد اضطراب والے لینسوں کی بجائے ایک واحد تفاوت عنصر پر مشتمل ہوتے ہیں ، اور وہ دونوں ہیٹ بیم اور ہوا دار مقامات دونوں تشکیل دے سکتے ہیں۔
لیزر بیم انٹیگریٹرز ، یا ہوموگینائزر ، بیم کی تشکیل کے جزو کی ایک اور قسم ہیں۔ وہ چھوٹے لینسوں کی ایک صف پر مشتمل ہیں جو واقعے کی روشنی کو چھوٹے بیموں میں الگ کرتے ہیں۔ اس کے بعد ایک فوکسنگ لینس چھوٹے بیموں کو ہدف کے ہوائی جہاز پر سپرپ کرتا ہے۔ حتمی آؤٹ پٹ بیم صف میں ہر چھوٹے عینک کے ذریعہ تیار کردہ تفاوت کے نمونوں کا مجموعہ ہے۔ وہ واقعے کو گاوسی بیم کو یکساں ٹاپ ہیٹ پروفائل میں تشکیل دے سکتے ہیں۔ تاہم ، ان نظاموں میں اکثر بے ترتیب شعاع ریزی کے اتار چڑھاو کا سامنا کرنا پڑتا ہے ، جس کے نتیجے میں آؤٹ پٹ بیم پروفائل ہوتا ہے جو بالکل شدت کی وردی نہیں ہوتا ہے۔ ٹیبل 1 مختلف بیم شیپروں کا موازنہ کرتا ہے۔
ٹاپ ہیٹ بیم متعدد لیزر سسٹم کے لئے موزوں ہیں جہاں قیمت سے زیادہ درستگی اور کارکردگی زیادہ اہم ہوتی ہے۔ فی الحال مارکیٹ میں اضطراب ، تفاوت ، اور دیگر قسم کے بیم شیپروں کے ساتھ ، بیم شیپر کا انتخاب کرتے وقت لیزر سسٹم انٹیگریٹرز کے پاس طرح طرح کے انتخاب ہوتے ہیں۔
