جب لیزر کام کر رہا ہوتا ہے، جب برقی توانائی یا توانائی کی دوسری شکلیں ہلکی توانائی میں تبدیل ہوتی ہیں، تو لامحالہ گرمی کی ایک بڑی مقدار پیدا ہوتی ہے۔ اگر اس حرارت کو بروقت اور مؤثر طریقے سے ختم نہیں کیا جا سکتا تو اس سے لیزر کا درجہ حرارت بڑھ جائے گا، جو اس کی آؤٹ پٹ پاور، شہتیر کے معیار، طول موج کے استحکام کو متاثر کرے گا، اور لیزر چپ اور اندرونی آپٹیکل اجزاء کو بھی نقصان پہنچا سکتا ہے۔ لہذا، مستحکم لیزر کی کارکردگی کو یقینی بنانے اور اس کی سروس کی زندگی کو بڑھانے کے لیے موثر اور قابل اعتماد گرمی کی کھپت ایک اہم ٹیکنالوجی ہے۔ لیزر پاور کی مسلسل بہتری اور ایپلی کیشن فیلڈز کی توسیع کے ساتھ، گرمی کی کھپت کی ٹیکنالوجی کی ترقی اور اختراع جاری ہے۔ مندرجہ ذیل کئی اہم لیزر گرمی کی کھپت کے طریقوں اور ان کی خصوصیات کو متعارف کرائے گا.
1960-1970
لیزر کی ترقی کے ابتدائی دنوں میں، آؤٹ پٹ پاور عام طور پر کم تھی (واٹ لیول اور نیچے)۔ یہ مرحلہ بنیادی طور پر قدرتی نقل و حمل اور تابکاری گرمی کی کھپت پر انحصار کرتا ہے، اور ساخت سادہ اور قابل اعتماد ہے۔ چونکہ مسلسل لہر (CW) گیس لیزرز (جیسے CO₂ لیزرز) اور ابتدائی ٹھوس-اسٹیٹ لیزرز کی طاقت دسیوں واٹ تک بڑھ گئی، سادہ جبری ہوا کولنگ ٹیکنالوجی کا اطلاق ہونا شروع ہوا۔ لیزر کیسنگ میں پنکھا جوڑ کر اور حرارت کو ہٹانے کے لیے ہوا کے زبردستی کنویکشن کا استعمال کرتے ہوئے، یہ حرارت کی کھپت کی ٹیکنالوجی کو غیر فعال سے فعال کی طرف منتقل کرنے کا پہلا قدم ہے۔
1980-1990
گردش کرنے والا واٹر کولنگ سسٹم اس مدت کے دوران ہائی-پاور لیزرز کی معیاری ترتیب بن گیا۔ تحقیق کولڈ پلیٹ فلو چینل کے ڈیزائن کو بہتر بنانے، اسکیلنگ اور سنکنرن کو روکنے کے لیے پانی کے معیار کو بہتر بنانے (مثلاً ڈیونائزیشن)، اور موثر بیرونی ہیٹ ایکسچینجرز (مثلاً کولنگ ٹاورز، خشک کولر) تیار کرنے پر مرکوز ہے۔ اس مرحلے پر، کمپریسر ریفریجریشن کے لیے درست درجہ حرارت کے کنٹرول کے نظام کو سیمی کنڈکٹر پمپ کے ذرائع کے لیے بھی استعمال کیا جانا شروع ہو گیا ہے جو درجہ حرارت اور سائنسی تحقیق کے لیے انتہائی حساس ہیں-گریڈ لیزرز جن کو کم شور کی ضرورت ہوتی ہے۔
2000 کی دہائی سے اب تک
ریسرچ فرنٹیئر زیادہ موثر فیز چینج کولنگ ٹکنالوجی کی طرف منتقل ہوتا ہے:
سپرے کولنگ: گرمی کے منبع کی سطح پر کولنٹ کو ایٹمائز کرکے اور اسپرے کرکے، بڑی مقدار میں گرمی کو دور کرنے کے لیے بوندوں کے اثرات اور مرحلے کی تبدیلی کی اویکت حرارت کا استعمال کرتے ہوئے، لیبارٹری نے 1000W/cm² سے زیادہ گرمی کی کھپت کی صلاحیت حاصل کرلی ہے۔
مائیکرو چینل بوائلنگ کولنگ: مائیکرو چینل میں قابل کنٹرول مرحلے کی تبدیلی (ابلتے) سے گزرنے کے لیے کولنٹ کی رہنمائی کریں، اور حرارت کی کھپت کی حد کو بہت زیادہ بڑھانے کے لیے بخارات کی اویکت حرارت کا استعمال کریں۔
خلاصہ
خلاصہ یہ کہ لیزرز کے لیے گرمی کی کھپت کے مختلف طریقے ہیں، سادہ قدرتی کولنگ سے لے کر پیچیدہ اور نفیس کمپریسر ریفریجریشن تک اور مختلف نئی اعلی- کارکردگی والی حرارت کی کھپت کی ٹیکنالوجیز، ایک مکمل تکنیکی نظام کی تشکیل کرتی ہیں۔ عملی ایپلی کیشنز میں، لیزر کی طاقت کی سطح، ساختی شکل، کارکردگی کی ضروریات، استعمال کے ماحول، اور لاگت کے بجٹ جیسے عوامل کی بنیاد پر جامع غور و فکر اور انتخاب کرنے کی ضرورت ہے۔ جیسا کہ لیزر ٹیکنالوجی اعلی طاقت، اعلی چمک اور چھوٹے سائز کی طرف ترقی کرتی ہے، زیادہ موثر، زیادہ کمپیکٹ اور زیادہ قابل اعتماد گرمی کی کھپت کے حل کی ترقی لیزر ٹیکنالوجی کے میدان میں ایک اہم تحقیقی موضوع اور مختلف صنعتوں میں لیزر کے وسیع استعمال کو فروغ دینے کے لیے ایک کلیدی ضمانت بنی رہے گی۔
