سائنسدانوں نے ہائی پاور مڈ-انفراریڈ لیزرز کو آؤٹ پٹ کرنے کا نیا طریقہ تیار کیا۔

حال ہی میں، سنگاپور کی نانیانگ ٹیکنالوجیکل یونیورسٹی (NTU Singapore) کی قیادت میں سائنسدانوں کے ایک گروپ نے ایک نیا طریقہ تیار کیا، جو انتہائی تیز رفتار لیزر لائٹ پیدا کر سکتا ہے، اور اس سے درست آلات بنانے کی توقع کی جاتی ہے جو ٹریس آلودگیوں کی "سنفنگ" کو تیز کر سکتے ہیں۔ اور نقصان دہ گیسیں۔
فی الحال، انفراریڈ رینج میں لیزرز میں یہ صلاحیت ہے کہ وہ ہوا میں موجود مادوں کی ایک وسیع رینج کا منٹوں میں تجزیہ کر سکتے ہیں، چاہے وہ گرین ہاؤس گیسیں، زہریلے مواد، دھماکہ خیز مواد یا انسانی صحت سے متعلق گیسیں ہوں۔
ان میں سے، اعلی طاقت والے وسط اورکت لیزر خاص طور پر اہم ہیں، جو انتہائی حساس ریموٹ ڈیٹیکشن آلات کی حمایت کرتے ہیں جو محفوظ طریقے سے ایسے مادوں کی مقدار کا بھی پتہ لگا سکتے ہیں جن کا عام حالات میں پتہ لگانا مشکل ہو سکتا ہے۔
تاہم، اس طرح کے لیزرز کی تیاری کے لیے موجودہ ٹیکنالوجیز کو چیلنجز کا سامنا ہے۔ ایک طرف، کچھ طریقوں کے لیے سخت تجربہ گاہوں کے ماحول کی ضرورت ہوتی ہے جو کسی بھی قسم کی مداخلت کو برداشت نہیں کرتے، جیسے کمپن، درجہ حرارت یا نمی کے تغیرات، جو حقیقی دنیا کے ماحول میں ان کے اطلاق کو محدود کرتے ہیں۔ دوسری طرف، جب کہ کچھ طریقے غیر مستحکم ماحول میں لیزر لائٹ پیدا کرنے کے قابل ہوتے ہیں، لیکن شدت اتنی مضبوط نہیں ہوتی کہ مادوں کی ٹریس مقدار کو درست طریقے سے معلوم کر سکے۔
اسسٹنٹ پروفیسر چانگ وونکیون کی قیادت میں سنگاپور کی نانیانگ ٹیکنولوجیکل یونیورسٹی کی ایک تحقیقی ٹیم نے ایک خاص کھوکھلی فائبر کا استعمال کرتے ہوئے اور اس کی اندرونی ساخت کی موٹائی کو ایڈجسٹ کرکے مذکورہ چیلنجوں کو کامیابی سے حل کیا ہے۔ نیا طریقہ ایک مستحکم لیبارٹری ماحول پر بھروسہ کیے بغیر وسط اورکت رینج میں اعلی چمک والی لیزر روشنی پیدا کر سکتا ہے۔
ہماری تکنیک پورٹیبل، موثر اور تیز درمیانی انفراریڈ لیزرز تیار کرنے کا ایک نیا طریقہ فراہم کرتی ہے،" پروفیسر چانگ نے کہا۔ ان لیزرز کو سختی سے کنٹرول شدہ ماحول میں چلانے کی ضرورت نہیں ہے اور اس لیے انہیں ڈیٹیکٹر کے ساتھ جوڑا جا سکتا ہے اور میدان میں براہ راست استعمال کیا جا سکتا ہے۔ نامعلوم مادوں کی ایک وسیع رینج کی جانچ اور شناخت کرنے کے لیے اس کا مطلب یہ ہے کہ اب ہمیں ٹیسٹ کے لیے لیبارٹریوں کو نمونے بھیجنے کی ضرورت نہیں ہے، یہاں تک کہ مادوں کی مقدار کا پتہ لگانے کے لیے، اہم وقت اور وسائل کی بچت۔"
کھوکھلی فائبر ٹیکنالوجی، جو درمیانی انفراریڈ لیزرز (2-20 مائکرون کی طول موج) کو مادوں کا پتہ لگانے کے دوران اہم فوائد کا مظاہرہ کرنے کی اجازت دیتی ہے۔ بہت سے مالیکیولز درمیانی اورکت رینج میں لیزرز کے لیے منفرد جذب کی خصوصیات رکھتے ہیں، یہ لیزرز نامعلوم مادوں کی شناخت میں خاص طور پر موثر بناتے ہیں۔ اس کے علاوہ، درمیانی اورکت لیزر پانی کے انووں کی مداخلت کے بغیر، پانی موجود ہونے پر بھی مادوں کو درست طریقے سے پہچان سکتا ہے۔
اسسٹنٹ پروفیسر چانگ وونکیون نے کمپیوٹر سمیلیشنز کے ذریعے دریافت کیا کہ کھوکھلی فائبر مائیکرو ٹیوبز کی دیوار کی موٹائی کو مختلف کرکے، قریب کے اورکت لیزرز کو ہائی پاور کے درمیانی اورکت لیزرز میں تبدیل کرنا ممکن ہے۔ تجرباتی نتائج سے ظاہر ہوا کہ وہ 3-4 مائیکرو میٹر کی طول موج اور میگا واٹ تک کی چوٹی کی طاقت کے ساتھ وسط اورکت لیزرز بنانے میں کامیاب ہوئے، جو ایک معیاری لائٹ بلب سے کہیں زیادہ ہے۔
Limoges یونیورسٹی کے پروفیسر ssambastien fsamvrier نے تبصرہ کیا کہ نانیانگ ٹیکنالوجیکل یونیورسٹی کی ٹیم کا نقطہ نظر روایتی پیچیدہ غیر خطی انتظامات سے بہت مختلف ہے اور مستحکم درمیانی انفراریڈ لیزرز کو گھڑنے کے لیے سوچ کا ایک نیا طریقہ فراہم کرتا ہے۔ اس کے علاوہ، چونکہ کھوکھلی ریشوں کو ایک دوسرے کے ساتھ جوڑا جا سکتا ہے، اس سے مکینیکل حصوں کو حرکت دیے بغیر درمیانی اورکت لیزرز پیدا کرنے کا امکان کھل جاتا ہے۔
تجرباتی اعداد و شمار سے پتہ چلتا ہے کہ ٹیم کی طرف سے تیار کردہ درمیانی انفراریڈ لیزرز موجودہ تکنیکوں سے تقریباً 1،000 گنا زیادہ طاقتور ہیں، اور اتنی طاقتور ہیں کہ طویل فاصلے پر موجود مادوں کا پتہ لگا سکیں۔ پروفیسر۔ چانگ نے مزید کہا، "اس طرح کے ہائی انٹینٹی لیزرز کے ساتھ، ہم بے مثال حساسیت حاصل کر سکتے ہیں اور توقع کرتے ہیں کہ ان آلات کو محفوظ طریقے سے ایسے مادوں کی ٹریس مقدار کا پتہ لگانے کے لیے استعمال کریں گے جن کا روایتی طریقوں سے پتہ لگانا مشکل ہے۔ ایسے مادے جن کا روایتی طریقوں سے پتہ لگانا مشکل ہے۔"
اس تحقیق کے نتائج نہ صرف ماحولیاتی نگرانی کے زیادہ درست آلات کی ترقی کے لیے تکنیکی مدد فراہم کرتے ہیں بلکہ صحت کی نگرانی کے شعبے میں بھی اہم کردار ادا کر سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، سانس میں میتھین کی سطح کا پتہ لگا کر، اس تکنیک کو کولوریکٹل کینسر کی ابتدائی اسکریننگ کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
آگے دیکھتے ہوئے، تحقیقی ٹیم وسط اورکت لیزر کی طول موج کی حد کو مزید وسعت دینے کا ارادہ رکھتی ہے تاکہ اس کا پتہ لگانے کی صلاحیت کو بہتر بنایا جا سکے۔ اسسٹنٹ پروفیسر ژانگ کے مطابق، یہ طریقہ نظریاتی طور پر 10 مائیکرو میٹر تک طول موج کے ساتھ درمیانی اورکت لیزر تیار کر سکتا ہے، جو ماحولیاتی نگرانی اور حفاظت کا پتہ لگانے جیسے شعبوں میں اس کے اطلاق کو مزید وسیع کرے گا۔