فیمٹوسیکنڈ لیزر ڈائریکٹ رائٹنگ ٹکنالوجی ایک قسم کی مائیکرو نینو پروسیسنگ ٹیکنالوجی ہے جو کسی مواد کی سطح پر یا اس کے اندر ایک پلسڈ لیزر بیم کو فوکس کر سکتی ہے اور لیزر کے نان لائنر تعامل کے ذریعے مواد کی مقامی خصوصیات میں تبدیلی کا باعث بنتی ہے۔ فوکل ریجن میں مواد، جو بہت سے شعبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا رہا ہے جیسے کہ مائیکرو فلائیڈکس، مائیکرو نینو فوٹوونکس، مربوط آپٹکس وغیرہ۔ روایتی فیمٹوسیکنڈ لیزر ڈائریکٹ رائٹنگ ٹکنالوجی میں ٹرانسورس پروسیسنگ ریزولوشن اور محوری ریزولوشن کے درمیان توازن کا مسئلہ ہے، اور محوری ریزولوشن واضح طور پر لمبا ہوتا ہے، جو تھری ڈائمینشنل پروسیسنگ میں فیمٹوسیکنڈ لیزر کے اطلاق کو کچھ حد تک محدود کرتا ہے۔ حالیہ برسوں میں، فیمٹوسیکنڈ لیزر ڈائریکٹ رائٹنگ کے پس منظر اور محوری ریزولوشنز کے درمیان فرق کو متوازن کرنے کے لیے، بیم کی شکل دینے کی کئی تکنیکیں تجویز کی گئی ہیں، جیسے سلٹ شیپنگ تکنیک، astigmatism کی شکل دینے کی تکنیک، اور کراس بیم شعاع ریزی کی تکنیک۔ تاہم، ان تکنیکوں میں سے کوئی بھی واحد مقصدی عینک کی بنیاد پر سہ جہتی آئسوٹروپک پروسیسنگ حاصل نہیں کر سکتی۔
Spatiotemporal توجہ مرکوز کرنے والی تکنیکیں اصل میں بائیو امیجنگ ایپلی کیشنز کے لیے تیار کی گئی تھیں اور فیمٹوسیکنڈ لیزر مائیکرو مشیننگ کے میدان میں استعمال کی گئی ہیں۔ فیمٹوسیکنڈ لیزر اسپیٹیوٹیمپورل فوکسنگ ٹیکنالوجی دنیاوی فوکسنگ کی ایک نئی جہت فراہم کرتی ہے، جس سے یہ محوری فیبریکیشن ریزولوشن کو بہتر بنانے اور نان لائنر سیلف فوکسنگ اثرات کو ختم کرنے کی اجازت دیتی ہے۔ spatiotemporal فوکس کرنے والی ٹیکنالوجی کا طریقہ کار یہ ہے کہ: femtosecond لیزر کے مختلف اسپیکٹرل اجزاء کو گریٹنگ جوڑوں کے ذریعے مقامی طور پر منتشر کیا جاتا ہے، مقامی طور پر منتشر روشنی کو پھر معروضی لینس کے ذریعے فوکس کیا جاتا ہے، مختلف اسپیکٹرل اجزاء کو فوکل پوائنٹ پر دوبارہ ملایا جاتا ہے، اور نبض کی چوڑائی شدت کے femtosecond آرڈر پر بحال کیا جاتا ہے۔
اس وقت، فیمٹوسیکنڈ لیزر اسپیٹیو ٹیمپورل فوکسنگ کے ساتھ تھری ڈائمینشنل مائیکرو مشیننگ پر زیادہ تر موجودہ اسٹڈیز وسیع بینڈوڈتھ، کم ریپیٹیشن فریکوئنسی ٹائٹینیم جیم اسٹون لیزرز پر مبنی ہیں، اور کم تکرار فریکوئنسی لیزر پروسیسنگ کی رفتار کو محدود کرتی ہے، اس لیے اسپیٹیو ٹیمپورل فوکسنگ ٹیکنالوجی کا اطلاق۔ ایک اعلی دہرائی جانے والی فریکوئنسی فیمٹوسیکنڈ لیزر لائٹ سورس کے لیے ایک ہی وقت میں اعلی کارکردگی، سہ جہتی انیسوٹروپک پروسیسنگ کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے ایک ناگزیر ضرورت ہے۔ تاہم، ہائی ریپیٹ فریکوئنسی فیمٹوسیکنڈ لیزر ذرائع کی بینڈوڈتھ عام طور پر تنگ ہوتی ہے، مقامی بازی کا حجم بڑی تعداد میں منفی وقت کی چہچہاہٹ کو متعارف کراتا ہے، اور لیزر خود مناسب وقت کا معاوضہ نہیں دے سکتا، جس کے نتیجے میں فوکل پوائنٹ پر نبض کی چوڑائی نہیں ہوتی۔ میگنیٹیوڈ کے فیمٹو سیکنڈ آرڈر پر بحال ہونے کے قابل ہونا، جو اسپیٹیو-ٹیمپورل فوکسنگ ٹیکنالوجی کے استعمال کو ہائی ریپیٹ فریکوئنسی لیزر پروسیسنگ تک محدود کرتا ہے۔ لہٰذا، ہائی ہیوی فریکوئنسی فیمٹوسیکنڈ لیزر اسپیٹیٹیمپورل فوکسنگ ٹیکنالوجی پر مبنی سہ جہتی آئسوٹروپک پروسیسنگ کو اضافی وقت کا معاوضہ فراہم کرنے کی ضرورت ہے۔
تحقیقی جھلکیاں
شانڈونگ نارمل یونیورسٹی سے پروفیسر یانگجیان کائی اور ایسٹ چائنا نارمل یونیورسٹی کے پروفیسر یا چینگ کی ٹیم نے اعلی تعدد لیزرز کے لیے اضافی جوف وقت کے معاوضے کی ایک اسکیم تجویز کرنے کے لیے تعاون کیا ہے، جو کہ اعلیٰ کارکردگی، سہ جہتی آئسوٹروپک مشینوں کا احساس کرتی ہے۔ اعلی تعدد فیمٹوسیکنڈ لیزر لائٹ ذرائع کی اسپیٹیوٹیمپورل فوکسنگ تکنیک پر مبنی۔ اس کام میں، لیزر کے باہر بنائے گئے مارٹینز پلس براڈرنر کو پلس کی چوڑائی کو پکوسیکنڈ کے طول و عرض تک وسیع کرنے کے لیے بڑی تعداد میں ٹائم پازیٹو چہروں کو متعارف کرانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اور پھر سنگل پاس گریٹنگ کمپریسر کے مقامی پھیلاؤ (گریٹنگ) جوڑا) اور معروضی لینس کا فوکس فوکل پوائنٹ پر مختلف اسپیکٹرل اجزاء کے دوبارہ ملاپ کو یقینی بناتا ہے جس میں پلس کی چوڑائی فیمٹوسیکنڈ ترتیب میں ہے۔ تجرباتی نظام کو تصویر 1 میں دکھایا گیا ہے۔
تصویر 1 ہائی فریکوئنسی فیمٹوسیکنڈ لیزر اسپیٹیو-ٹیمپورل فوکسنگ ٹیکنالوجی پر مبنی سہ جہتی آئسوٹروپک پروسیسنگ ڈیوائس کا اسکیمیٹک خاکہ
یہ بات مشہور ہے کہ فیمٹوسیکنڈ لیزر پروسیسنگ کا اثر پروسیسنگ کی سمت، نبض کی توانائی اور پروسیسنگ کی گہرائی وغیرہ سے متاثر ہوتا ہے۔ اس بات کی تصدیق کرنے کے لیے کہ آیا spatiotemporal فوکس کرنے والے آلے میں سہ جہتی isotropic پروسیسنگ کی صلاحیت ہے، پروفیسر یانگجیان کائی کی ٹیم اور پروفیسر چینگ یا کی ٹیم نے آلے کے آپٹیکل کراس سیکشن کو مختلف سمتوں میں، مختلف گہرائیوں میں، اور روشنی کے حساس شیشے کے اندر مختلف نبض کی توانائیوں کے ذریعے پروسیس کیا (جیسا کہ تصویر 2 میں دکھایا گیا ہے)۔ تجرباتی نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ مختلف سمتوں کے ساتھ ریزولوشن یکساں اور سرکلر ہے، اور 3D آئسوٹروپک پروسیسنگ ریزولوشن (8-22 μm) نبض کی توانائی کے متناسب ہے اور پروسیسنگ کی گہرائی کے لیے غیر حساس ہے۔ اس کام کی اہمیت بنیادی طور پر اعلی پروسیسنگ کی کارکردگی اور مسلسل ایڈجسٹ ہونے والی 3D آئسوٹروپک پروسیسنگ ریزولوشن کے امتزاج میں ہے، جو لیزر پروسیسنگ کے لیے ایک نیا تکنیکی ذریعہ فراہم کرتا ہے۔
تصویر 2 مختلف سمتوں کا اثر، نبض کی توانائیاں، اور وقتی توجہ مرکوز کرنے والے نظام کی پروسیسنگ ریزولوشن پر پروسیسنگ کی گہرائی۔
اسپیس ٹائم فوکس کرنے والے آلے کی سہ جہتی فیبریکیشن کی صلاحیت کو زیادہ بدیہی طور پر ظاہر کرنے کے لیے، ریسرچ ٹیم نے اسپیس ٹائم فوکس کرنے والی ٹیکنالوجی کو پوسٹ کیمیکل سنکنرن کے طریقہ کار کے ساتھ جوڑ کر اندر مختلف قسم کے تین جہتی آئسوٹروپک مائیکرو فلائیڈک ڈھانچے کو تیار کیا۔ فوٹو حساس گلاس. روایتی لیزر پروسیسنگ کے مقابلے میں، ڈیوائس میں اعلی کارکردگی، مسلسل ایڈجسٹ ہونے والی 3D آئسوٹروپک پروسیسنگ ریزولوشن، پروسیسنگ کی گہرائی میں غیر حساسیت وغیرہ کے فوائد ہیں۔ اس تحقیق کے نتائج کو 3D مائکرو فلائیڈک چپ، فوٹوونک چپ فیبریکیشن کے ساتھ ساتھ لاگو کرنے کی توقع ہے۔ لیزر 3D پرنٹنگ اور دیگر شعبوں.
