لیزر لاتعداد آلات اور صنعتوں کا لازمی حصہ بن رہے ہیں۔ جب ایک لیزر بیم نانوسکل مواد کی سطح کے ساتھ تعامل کرتا ہے، تو یہ روشنی کی ایک لہر خارج کرتا ہے جسے "پلاسمون" کہا جاتا ہے اور دیئے گئے پلازمون کی خصوصیات معلومات پہنچا سکتی ہیں۔ آپٹیکل ٹرانسمیشن میں، لیزر آپٹیکل سگنل پیدا کرنے کے لیے روشنی کو ایک جزو میں پمپ کرتا ہے جسے "سیچور ایبل جاذب" کہا جاتا ہے۔
لیزر ٹیکنالوجی کے صنعتی پروسیسنگ میں بھی وسیع پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں، جیسے اجزاء کی درستگی، ہائی پاور کٹنگ اور ویلڈنگ، اور مائیکرو مشیننگ جیسے ڈرلنگ، سکرائبنگ، فائن گرائنڈنگ، پالش، کٹنگ، ٹیکسچرنگ، سٹرپنگ اور آئسولیٹ۔ صنعتی مینوفیکچرنگ کے میدان میں، انجینئرز نے بہت پہلے مائیکرو مشیننگ کے لیے لیزرز کو استعمال کرنے کی کوشش کی تھی۔ تاہم، طویل نبض کی چوڑائی اور لیزر کی کم لیزر شدت کی وجہ سے مواد پگھلتا ہے اور بخارات بنتا رہتا ہے، اگرچہ لیزر بیم کو ایک بہت ہی چھوٹی جگہ پر مرکوز کیا جا سکتا ہے، مواد پر تھرمل اثر اب بھی اہم ہے، درستگی کو محدود کرتا ہے۔ عمل کے. مشینی معیار کو بہتر بنانے کا واحد طریقہ تھرمل اثر کو کم کرنا ہے۔ جب ایک مائیکرون کی درستگی کی ضرورت ہوتی ہے تو، الٹرا شارٹ پلسڈ لیزر درست صفائی، اعلیٰ درستگی پالش کرنے، سطح کو دوبارہ سرفیس کرنے اور ویلڈنگ کرنے، یا بصورت دیگر مواد کی بڑی مقدار میں ترمیم کرنے کا بہترین ذریعہ ہیں۔
الٹرا شارٹ پلس لیزرز پلسڈ لیزرز ہوتے ہیں جن کی آؤٹ پٹ لیزر پلس چوڑائی پکوسیکنڈ (10-12 سیکنڈ) کلاس میں ہوتی ہے، یا پکوسیکنڈ کلاس سے کم ہوتی ہے۔ آؤٹ پٹ لیزر کی نبض کی چوڑائی پر منحصر ہے، الٹرا شارٹ پلس لیزرز کو مزید پکوسیکنڈ لیزرز، فیمٹوسیکنڈ لیزرز، اور اٹوسیکنڈ لیزرز میں درجہ بندی کیا جا سکتا ہے۔ الٹرا شارٹ پلسڈ لیزرز ہائی دالوں کی توانائی میں اضافہ کرتے ہیں تاکہ لائٹ آبجیکٹ کے ردعمل کو ڈرامائی طور پر تبدیل کیا جا سکے۔ عام طور پر، نبض کی چوڑائی جتنی کم ہوگی، پروسیسنگ کی درستگی اتنی ہی زیادہ ہوگی۔
جب لیزر کو پلس ٹائمز کے ساتھ مواد پر پکوسیکنڈز کی ترتیب پر لگایا جاتا ہے، تو پروسیسنگ کے نتائج ڈرامائی طور پر بدل جاتے ہیں۔ جیسے جیسے نبض کی توانائی ڈرامائی طور پر بڑھتی ہے، ہائی پاور کثافت الیکٹران کی بیرونی تہہ کو اتارنے کے لیے کافی ہے۔ مواد کے ساتھ لیزر کے تعامل کی مختصر مدت کی وجہ سے، آئنوں کو مواد کی سطح سے خارج کر دیا جاتا ہے اس سے پہلے کہ توانائی کو ارد گرد کے مواد میں منتقل کیا جائے، اس کے ارد گرد کے مواد پر کوئی تھرمل اثر نہیں پڑتا، اس لیے "کولڈ پروسیسنگ" کی اصطلاح ہے۔
جب لیزر کو فیمٹوسیکنڈ دالوں میں کسی مادی سطح پر لگایا جاتا ہے، تو لیزر چند سو فیمٹوسیکنڈز (fs) کے حکم پر نبض کی چوڑائی کے ساتھ کلو واٹ کے آرڈر تک کی اوسط طاقت پیدا کر سکتا ہے۔ 1 کلو ہرٹز سے 100 میگا ہرٹز کے آرڈر پر دہرائی جانے والی فریکوئنسیوں پر، نبض کی توانائی ملیجول (mJ) سے نینو جول (nJ) کے طول و عرض میں پھیل سکتی ہے، اور نبض کی چوٹی کی طاقت GW سے TW آرڈر تک زیادہ ہو سکتی ہے۔ شدت
ہائی پلس انرجی، ہائی پیک پلس پاور، اور ہائی پلس ریپیٹیشن فریکوئنسی کا یہ امتزاج مکینیکل ڈھانچے کی موثر پروسیسنگ کی اجازت دیتا ہے جو کہ مسلسل یا لمبی پلس لیزرز سے کہیں زیادہ باریک ہیں۔
الٹرا شارٹ پلس پروسیسنگ توانائی کو عمل کے ایک چھوٹے سے علاقے میں بہت تیزی سے انجکشن کیا جاتا ہے، اور فوری طور پر اعلی توانائی کی کثافت جمع ہونے سے الیکٹرانوں کے جذب اور حرکت میں تبدیلی آتی ہے، لکیری لیزر جذب، توانائی کی منتقلی، اور بازی کے اثرات سے بچتے ہوئے، اور بنیادی طور پر تبدیل ہو جاتی ہے۔ لیزر مادے کے تعامل کا طریقہ کار۔ جیسا کہ عام لیزر پروسیسنگ کے ساتھ، جو کنٹیکٹ لیس ہے، الٹرا شارٹ پلسڈ لیزرز کا استعمال مائیکرو مشیننگ میں منفرد فوائد پیش کرتا ہے، بشمول بہتر جہتی درستگی اور سخت رواداری، کم نقصان اور بعد میں پروسیسنگ کے مراحل کو ہٹانا۔
اس بلیک ٹیکنالوجی میں بنیادی تحقیق، صنعتی پروسیسنگ اور آپٹیکل کمیونیکیشن جیسے شعبوں کی ایک وسیع رینج میں الٹرا شارٹ پلسڈ لیزرز کے لیے اہم ایپلی کیشنز ہیں، اور اس وقت تکنیکی ترقی کو محسوس کرنے کے طریقے کے طور پر بڑے ممالک اس پر گہری تحقیق کر رہے ہیں۔
مختلف شعبوں میں R&D کی پیشرفت
01. مواصلات
حال ہی میں، ایریزونا اسٹیٹ یونیورسٹی میں الیکٹریکل انجینئرنگ کے ایسوسی ایٹ پروفیسر یو یاو، اور ایریزونا اسٹیٹ یونیورسٹی فوٹوونکس انوویشن سینٹر میں ان کی تحقیقی ٹیم نے ایک تیز، زیادہ توانائی کے قابل نانوسکل لیزر عنصر کو ڈیزائن کیا ہے جسے گرافین-پلازما ہائبرڈ میٹاسٹرکچرڈ سیچو ایبل ایسوربر، یا GPSMA کہا جاتا ہے۔ مختصر کے لیے۔ GPSMAs کی صنعتوں میں ممکنہ ایپلی کیشنز ہیں جیسے مواصلات، انفارمیشن پروسیسنگ، سپیکٹروسکوپی اور بائیو میڈیسن۔ جاذب کا استعمال رفتار، کارکردگی اور مجموعی کارکردگی کو بہتر بنانے کے لیے ڈیٹا ٹرانسمیشن، انفارمیشن پروسیسنگ، بائیو میڈیکل سینسنگ اور امیجنگ ٹیکنالوجیز کو آگے بڑھانے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔
آپٹیکل ماڈیولیشن اور سیر ایبل جذب میں اس کی فائدہ مند خصوصیات کی وجہ سے، یو یاؤ کی ٹیم نے اپنے ترقیاتی عمل میں مصنوعی طور پر انجنیئر شدہ دھاتی گرافین ہائبرڈ کو شامل کیا۔
جذب کو فروغ دینے کے لیے ایک آپٹیکل اینٹینا سرنی کو ڈیزائن کرکے جو مواد کے نانوسکل خلا میں روشنی کو فوکس کرتا ہے، جسے ہاٹ سپاٹ کہا جاتا ہے، اور ان گرم مقامات پر لیزر لائٹ کو فوکس کرکے، انہوں نے بہتر کارکردگی اور توانائی کی کھپت میں کمی کا مشاہدہ کیا۔ ان کی نئی تکنیک انفراریڈ لیزر سپیکٹروسکوپی اور تیز رفتار آپٹیکل سگنل کمیونیکیشنز (فائبر آپٹک کیبلز اور سیٹلائٹ کمیونیکیشنز) کے لیے نئے مواقع کھولے گی۔
02. فوجی
لیزر ہتھیار ایک بہت ہی سائنس فائی ایپلی کیشن کی طرح لگتا ہے۔ آج، ریاستہائے متحدہ میں اب ایک انتہائی شارٹ پلسڈ لیزر کا ظہور ہوا ہے، اور بہت سے لوگ اس ہتھیار پر مسلسل توجہ دے رہے ہیں، جو روشنی کی دھڑکنیں پیدا کرتا ہے جو ایک نینو سیکنڈ سے بھی کم ہوتی ہے، اور جب آپ دیکھتے ہیں تو واقعی اس کی توقع کی جاتی ہے۔ حساب کے اس موڈ کے ذریعے اسے الٹرا شارٹ پلسڈ لائٹ لیزر ویپن کے نام سے جانا جاتا ہے۔ بتایا جاتا ہے کہ اس ہتھیار سے پیدا ہونے والی روشنی کی دالیں ایک نینو سیکنڈ سے بھی کم ہیں، حساب کے اس موڈ کے ذریعے نیچے دیکھیں، اسے الٹرا شارٹ پلس لائٹ لیزر ہتھیار کہا جاتا ہے، یہ بھی واقعی غیر متوقع حد میں ہے۔ 1 ملین بار کی طاقت میں اضافہ، اس طرح کی ایک فائدہ مند پیشکش مزید امکانات پیدا کرتی ہے، بعد میں ترقی اور استعمال کے عمل میں، کارکردگی زیادہ سے زیادہ واضح ہو جائے گا.
03. تحقیق اور ترقی
ہائی پاور فائبر لیزر ٹیکنالوجی لیبارٹری، شنگھائی انسٹی ٹیوٹ آف آپٹکس اینڈ پریسجن مشینری، چائنیز اکیڈمی آف سائنسز کی تحقیقی ٹیم نے ایک نان لائنر آپٹیکل گین ماڈیولیشن تکنیک تجویز کی ہے جو سنگل فریکوئنسی مسلسل لیزر کو انتہائی مربوط فیمٹوسیکنڈ دالوں میں تبدیل کر سکتی ہے۔ یہ طریقہ طول موج کی لچکدار الٹرا فاسٹ دالیں حاصل کرنے کا ایک بالکل نیا تکنیکی ذریعہ ہے۔
ژیان انسٹی ٹیوٹ آف آپٹیکل مشینری فوٹوونک مینوفیکچرنگ سسٹمز اینڈ ایپلی کیشنز ریسرچ سینٹر ہائی پاور اور بڑی توانائی کے الٹرا شارٹ لیزر پلس ایمپلیفیکیشن ٹیکنالوجی کی تحقیق میں تحقیق جاری رکھے ہوئے ہے، تحقیقی ٹیم نے ایک خصوصی گلاس فائبر جھرن سنگل کرسٹل فائبر ہائبرڈ ایمپلیفیکیشن ٹیکنالوجی کا استعمال کیا، 100 تک رسائی حاصل کرنے کے لیے۔ کلو ہرٹز ری فریکوئنسی الٹرا شارٹ پلس ایمپلیفیکیشن تقریباً ملیجول انرجی آؤٹ پٹ، زیادہ سے زیادہ ایمپلیفائیڈ آؤٹ پٹ پاور 92.9 واٹ، 929 مائیکرو جول تک ایک پلس کی توانائی کے مطابق، درجہ حرارت کے میلان پر مبنی براڈ بینڈ کے ذریعے بڑے ڈسپریشن اور اعلی درجے کی دھڑکن کے ذریعے کمپریسر صحت سے متعلق بازی بازی کے مماثلت پر افادیت ، 1030 ینیم کی مرکز کی طول موج ، الٹراشورٹ پلس کمپریشن کی صرف 2.4 این ایم کی ورنکرم چوڑائی 335 فیمٹوسیکنڈس (لورینٹز فٹنگ فوئیر ٹرانسفارم کی چوڑائی 325 فیمٹوسیکنڈز کی چوڑائی ، 800 تک کمپریسڈ آؤٹ پٹ پلس توانائی۔ microJoule، 2.38 گیگا واٹ سے زیادہ کی چوٹی کی طاقت کے مطابق۔ آؤٹ پٹ پلس انرجی 800 مائیکرو جولز ہے، جو 2.38 گیگا واٹ سے زیادہ کی چوٹی کی طاقت کے مساوی ہے، جو 100 کلو ہرٹز کی دہرائی جانے والی فریکوئنسی پر سنگل کرسٹل فائبر کی بنیاد پر حاصل کی جانے والی الٹرا شارٹ پلس آؤٹ پٹ کی سب سے بڑی چوٹی طاقت ہے، اور اس کا معیار آؤٹ پٹ لیزر بیم کا تجربہ کیا گیا ہے، اور بیم کوالٹی فیکٹر (M²) 1.3 سے بہتر ہے۔
اس تحقیقی کام کو چین کی نیشنل نیچرل سائنس فاؤنڈیشن نے بڑے پروجیکٹ عنوان کے تحت سپورٹ کیا ہے، چائنیز اکیڈمی آف سائنسز کے ویسٹرن ینگ اسکالرز پروگرام، شانسی صوبے کے دو سلسلہ انٹیگریشن اسپیشل پروجیکٹ، ہانگ گوانگ اسپیشل پروجیکٹ۔ چائنیز اکیڈمی آف سائنسز (سی اے ایس)، اور شانزی صوبے کا سائنس اور ٹیکنالوجی کا نیا ستارہ۔ تحقیقی نتائج سائنسی اور تکنیکی تحقیق، الٹرا فاسٹ لیزر پروسیسنگ اور دیگر شعبوں کے لیے لائٹ سورس ٹیکنالوجی کے نئے اور موثر ذرائع فراہم کر سکتے ہیں۔ www.DeepL.com/Translator کے ساتھ ترجمہ (مفت ورژن)
