حال ہی میں، ہیبی یونیورسٹی آف ٹیکنالوجی (HBUT) کے ایڈوانسڈ لیزر ٹیکنالوجی کے ریسرچ سینٹر میں پروفیسرز Zhiwei Lv اور Zhenxu Bai کی ٹیم نے Ningbo Jingdrill Science and Technology Co. Ltd کے تعاون سے، ایک نینو سیکنڈ رامان لیزر آؤٹ پٹ حاصل کیا ہے 1.5 میگاواٹ سے زیادہ کی طاقت مقامی طور پر بنائے گئے بڑے سائز کے، آپٹیکل گریڈ CVD سنگل کرسٹل ہیروں کا استعمال کرتے ہوئے۔ یہ کام 10 ایم جے سے زیادہ سنگل پلس انرجی کے ساتھ نینو سیکنڈ پلسڈ رمن لیزر آؤٹ پٹ کی پہلی رپورٹ ہے، جو توانائی اور چوٹی کی طاقت کے لحاظ سے اعلیٰ ترین بین الاقوامی معیار تک پہنچتی ہے۔ متعلقہ تحقیقی نتائج دسمبر 2023 میں چائنا لیزر میں ایک نیوز لیٹر کے طور پر "ملکی ہیرے میں حاصل کی گئی میگاواٹ کی چوٹی کی طاقت کے ساتھ رامن لیزر آؤٹ پٹ" کے عنوان سے شائع ہوئے۔
ایک اہم "کاربن مواد" کے طور پر، ہیرا نہ صرف قدرتی طور پر پائے جانے والا سب سے مشکل مادہ ہے، بلکہ اس میں انتہائی اعلی تھرمل چالکتا، ایک وسیع اسپیکٹرل ٹرانسمیشن رینج، اور اعلی جسمانی اور کیمیائی استحکام بھی ہے، اور اسے "سب سے سخت اور تیز ترین صنعتی دانت کے نام سے جانا جاتا ہے۔ اور "حتمی سیمی کنڈکٹر مواد"۔ یہ "سب سے مشکل اور تیز ترین صنعتی دانت" اور "حتمی سیمی کنڈکٹر مواد" کے طور پر جانا جاتا ہے، اور آپٹیکل کھڑکیوں، ڈائمنڈ اینولز، تھرمل مینجمنٹ، پالش اور پیسنے، اور آئنائزنگ تابکاری کا پتہ لگانے کے شعبوں میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا رہا ہے۔ اس کے علاوہ، اپنی منفرد نان لائنر آپٹیکل خصوصیات کے ساتھ مل کر، ڈائمنڈ لیزرز رامان اور بریلوئن لیزرز کے میدان میں انتہائی شاندار فوائد دکھاتے ہیں، جو ہائی پاور لیزرز کی ترقی کے لیے نئے مواقع فراہم کرتے ہیں۔
ڈائمنڈ کرسٹل میں بہت زیادہ رامان گین کوفیشینٹس ہوتے ہیں اور معلوم کرسٹل کے درمیان سب سے بڑی رمن فریکوئنسی شفٹ ہوتی ہے، اس لیے ڈائمنڈ رمن لیزرز کو "لیزرز کی طاقت اور طول موج کی حدود کو توڑنے کا ایک نیا راستہ" سمجھا جاتا ہے۔ اعلی بیم کوالٹی کے ساتھ انتہائی موثر ڈائمنڈ لیزر آپریشن حاصل کرنے کے لیے، آپٹیکل گریڈ کے مصنوعی ڈائمنڈ کرسٹل کو حاصل کرنے والے میڈیم کے طور پر استعمال کرنے کی ضرورت ہے۔ اعلی کارکردگی اور اعلی شہتیر کے معیار کو حاصل کرنے کے لیے، آپٹیکل گریڈ کے مصنوعی ہیرے کے کرسٹل حاصل کرنے کے لیے درکار ہیں، لیکن محققین کی جانب سے اپنے ماضی کے مطالعے میں استعمال کیے گئے زیادہ تر سنگل کرسٹل ڈائمنڈ کرسٹل درآمد کیے گئے ہیں۔ چین مصنوعی ہیروں کا دنیا کا سب سے بڑا پروڈیوسر ہے، خاص طور پر بین الاقوامی قیمتوں کی طاقت کے ساتھ صنعتی درجے کے ہیروں میں۔ لہذا، گھریلو طور پر تیار کردہ سنگل کرسٹل ڈائمنڈ کرسٹل کے معیار اور بڑھوتری کے سائز کو کیسے بہتر بنایا جائے اور لیزر فیلڈ میں ان کے استعمال کو زیادہ سے زیادہ کیسے بنایا جائے، یہ ایک اہم مسئلہ ہے جس کو توڑنے کی ضرورت ہے۔
تصویر 1 تجرباتی سیٹ اپ کا خاکہ
حال ہی میں، محققین نے مقامی طور پر تیار کردہ بڑے سائز کے آپٹیکل گریڈ CVD سنگل کرسٹل ڈائمنڈ (4×4×7 mm3) کو رامان گین میڈیم کے طور پر استعمال کیا، اور 1.2 μm کی طول موج اور ایک پلس کے ساتھ رامان لیزر کنورژن حاصل کیا۔ 11.2 mJ کی توانائی صرف 15 ملی میٹر کے گہا کی لمبائی کے ساتھ ایک آسکیلیٹر میں پمپ سورس کے طور پر 1 μm پلسڈ لیزر استعمال کر کے۔ آؤٹ پٹ رامن لیزر پلس کی چوڑائی 7 این ایس تھی، جو 1.6 میگاواٹ کی زیادہ سے زیادہ چوٹی طاقت کے مساوی تھی۔
شکل 2 رمن لیزر آؤٹ پٹ کی خصوصیات (a) توانائی کا منحنی خطوط (b) لہراتی شکلیں اور سپیکٹرا
اس مطالعہ نے پہلی بار گھریلو ڈائمنڈ رامن لیزر کے آپریشن کے نتائج کو ہائی پاور پمپنگ کے تحت رپورٹ کیا، اور آؤٹ پٹ کی چوٹی پاور پہلی بار میگا واٹ پیمانے سے تجاوز کر گئی، جو اعلیٰ ترین بین الاقوامی معیار تک پہنچ گئی۔ یہ نتیجہ نہ صرف اس عمل میں گھریلو آپٹیکل-گریڈ ڈائمنڈ کرسٹل کی نمایاں بہتری کو ثابت کرتا ہے، بلکہ محققین کو ڈائمنڈ لیزر ٹیکنالوجی کے ذریعے خصوصی طول موج کے لیزرز کی طاقت کی حد کو مزید توڑنے کے ساتھ ساتھ اس کے استعمال کو بڑھانے کے لیے نئے آئیڈیاز بھی فراہم کرتا ہے۔
