لیزر اصول اور اس کا اطلاق

لیزر سے مراد محرک ریڈی ایشن ایمپلیفیکیشن اور ضروری فیڈ بیک کے ذریعے کولیمیٹڈ، یک رنگی، مربوط روشنی کی شعاعیں پیدا کرنے کا عمل اور آلہ ہے۔ بنیادی طور پر، لیزر جنریشن کے لیے تین عناصر کی ضرورت ہوتی ہے: ایک "گونجنے والا،" ایک "گین میڈیم،" اور ایک "پمپنگ سورس۔"

A. اصول

ایٹم کی حرکت کی حالت کو مختلف توانائی کی سطحوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے، اور جب ایٹم اعلی توانائی کی سطح سے کم توانائی کی سطح پر منتقل ہوتا ہے، تو یہ متعلقہ توانائی کے فوٹون جاری کرتا ہے (نام نہاد اچانک تابکاری)۔ اسی طرح، جب ایک فوٹون توانائی کی سطح کے نظام پر واقع ہوتا ہے اور اس کے ذریعے جذب ہوتا ہے، تو یہ ایٹم کو کم توانائی کی سطح سے اعلی توانائی کی سطح (نام نہاد پرجوش جذب) پر منتقل کرنے کا سبب بنے گا۔ اس کے بعد، کچھ ایٹم جو اعلی توانائی کی سطح پر منتقل ہوتے ہیں وہ کم توانائی کی سطح پر منتقل ہوتے ہیں اور فوٹون (نام نہاد محرک تابکاری) کا اخراج کرتے ہیں۔ یہ حرکتیں تنہائی میں نہیں ہوتیں بلکہ اکثر متوازی ہوتی ہیں۔ جب ہم کوئی ایسی حالت پیدا کرتے ہیں، جیسے کہ مناسب میڈیم، ریزونیٹر، کافی بیرونی برقی فیلڈ کا استعمال کرتے ہوئے، محرک تابکاری کو بڑھا دیا جاتا ہے تاکہ محرک جذب سے زیادہ ہو، تو عام طور پر، فوٹان خارج ہوتے ہیں، جس کے نتیجے میں لیزر روشنی ہوتی ہے۔

B. درجہ بندی

لیزر پیدا کرنے والے میڈیم کے مطابق، لیزر کو مائع لیزر، گیس لیزر اور ٹھوس لیزر میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ اب سب سے زیادہ عام سیمی کنڈکٹر لیزر ایک قسم کی ٹھوس ریاست لیزر ہے۔

C. ساخت

زیادہ تر لیزر تین حصوں پر مشتمل ہوتے ہیں: اتیجیت کا نظام، لیزر مواد اور آپٹیکل ریزونیٹر۔ حوصلہ افزائی کے نظام وہ آلات ہیں جو روشنی، برقی یا کیمیائی توانائی پیدا کرتے ہیں۔ اس وقت، استعمال ہونے والے اہم ترغیب کے ذرائع روشنی، بجلی یا کیمیائی رد عمل ہیں۔ لیزر مادہ وہ مادے ہیں جو لیزر روشنی پیدا کر سکتے ہیں، جیسے یاقوت، بیریلیم گلاس، نیون گیس، سیمی کنڈکٹرز، نامیاتی رنگ وغیرہ۔ آپٹیکل ریزوننس کنٹرول کا کردار آؤٹ پٹ لیزر کی چمک کو بڑھانا، طول موج اور سمت کو ایڈجسٹ کرنا اور منتخب کرنا ہے۔ لیزر کے.

D. درخواست

لیزر بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے، بنیادی طور پر فائبر مواصلات، لیزر رینج، لیزر کاٹنے، لیزر ہتھیار، لیزر ڈسک اور اسی طرح.

ای تاریخ

1958 میں، امریکی سائنسدانوں Xiaoluo اور Townes نے ایک جادوئی واقعہ دریافت کیا: جب وہ اندرونی روشنی کے بلب سے خارج ہونے والی روشنی کو ایک نایاب زمینی کرسٹل پر ڈالتے ہیں، تو کرسٹل کے مالیکیولز روشن، ہمیشہ ایک ساتھ مضبوط روشنی خارج کرتے ہیں۔ اس رجحان کے مطابق، انہوں نے "لیزر کا اصول" تجویز کیا، یعنی جب مادہ اپنے مالیکیولز کی قدرتی دولن کی فریکوئنسی جیسی توانائی سے پرجوش ہوتا ہے، تو یہ ایسی مضبوط روشنی پیدا کرے گا جو ہٹتی نہیں ہے - لیزر۔ انہیں اس کے لیے اہم کاغذات ملے۔

Sciolo اور Townes کے تحقیقی نتائج کی اشاعت کے بعد، مختلف ممالک کے سائنسدانوں نے مختلف تجرباتی اسکیمیں تجویز کیں، لیکن وہ کامیاب نہیں ہوئیں۔ 15 مئی 1960 کو کیلیفورنیا میں ہیوز لیبارٹری کے ایک سائنسدان میمن نے اعلان کیا کہ اس نے 0.6943 مائیکرون طول موج کے ساتھ ایک لیزر حاصل کر لیا ہے جو کہ انسانوں کی طرف سے حاصل کیا گیا پہلا لیزر تھا اور اس طرح میمن دنیا کے پہلے سائنسدان بن گئے۔ لیزرز کو عملی میدان میں متعارف کروانا۔

7 جولائی 1960 کو میمن نے دنیا کے پہلے لیزر کی پیدائش کا اعلان کیا، میمن کی اسکیم ایک روبی کرسٹل میں کرومیم ایٹموں کو متحرک کرنے کے لیے ایک تیز رفتار فلیش ٹیوب کا استعمال کرنا ہے، اس طرح ایک بہت ہی مرتکز پتلی سرخ روشنی کا کالم تیار ہوتا ہے، جب اسے فائر کیا جاتا ہے۔ ایک خاص مقام پر، یہ سورج کی سطح سے زیادہ درجہ حرارت تک پہنچ سکتا ہے۔

سوویت سائنسدان H.Γ باسوف نے 1960 میں سیمی کنڈکٹر لیزر ایجاد کیا۔ سیمی کنڈکٹر لیزر کا ڈھانچہ عام طور پر P پرت، N پرت اور ایکٹو پرت پر مشتمل ہوتا ہے جو کہ ڈبل ہیٹروجنکشن بناتا ہے۔ اس کی خصوصیات یہ ہیں: چھوٹے سائز، اعلی جوڑے کی کارکردگی، تیز ردعمل کی رفتار، طول موج اور سائز آپٹیکل فائبر کے سائز کے ساتھ فٹ، براہ راست ماڈیول کیا جا سکتا ہے، اچھی ہم آہنگی ہے۔

چھ، لیزر کے اہم درخواست کی ہدایات میں سے کچھ

F. لیزر مواصلات

معلومات کی ترسیل کے لیے روشنی کا استعمال آج کل بہت عام ہے۔ مثال کے طور پر، بحری جہاز مواصلت کے لیے لائٹس کا استعمال کرتے ہیں، اور ٹریفک لائٹس سرخ، پیلے اور سبز رنگ کا استعمال کرتی ہیں۔ لیکن عام روشنی کا استعمال کرتے ہوئے معلومات کی ترسیل کے یہ تمام طریقے صرف مختصر فاصلے تک محدود ہو سکتے ہیں۔ اگر آپ روشنی کے ذریعے براہ راست دور دراز مقامات تک معلومات پہنچانا چاہتے ہیں تو آپ عام روشنی کا استعمال نہیں کر سکتے بلکہ صرف لیزر استعمال کر سکتے ہیں۔

تو آپ لیزر کیسے پہنچاتے ہیں؟ ہم جانتے ہیں کہ بجلی کو تانبے کے تاروں کے ساتھ لے جایا جا سکتا ہے، لیکن روشنی کو عام دھاتی تاروں کے ساتھ نہیں لے جایا جا سکتا۔ اس مقصد کے لیے، سائنسدانوں نے ایک ایسا تنت تیار کیا ہے جو روشنی کو منتقل کر سکتا ہے، جسے آپٹیکل فائبر کہا جاتا ہے، جسے فائبر کہا جاتا ہے۔ آپٹیکل فائبر خاص شیشے کے مواد سے بنا ہوتا ہے، قطر انسانی بالوں سے پتلا ہوتا ہے، عام طور پر 50 سے 150 مائکرون، اور بہت نرم ہوتا ہے۔

درحقیقت، فائبر کا اندرونی حصہ شفاف آپٹیکل شیشے کا ایک اعلی اضطراری انڈیکس ہے، اور بیرونی کوٹنگ کم اضطراری انڈیکس گلاس یا پلاسٹک سے بنی ہے۔ اس طرح کا ڈھانچہ، ایک طرف، روشنی کو اندرونی کور کے ساتھ ریفریکٹ کر سکتا ہے، بالکل اسی طرح جیسے پانی کے پائپ میں پانی آگے بہتا ہے، بجلی تار میں آگے منتقل ہوتی ہے، چاہے ہزاروں موڑ اور موڑ کا کوئی اثر نہ ہو۔ دوسری طرف، کم ریفریکٹیو انڈیکس کوٹنگ روشنی کو باہر نکلنے سے روک سکتی ہے، بالکل اسی طرح جیسے پانی کا پائپ نہیں نکلتا اور تار کی موصلیت کی تہہ بجلی نہیں چلاتی۔

آپٹیکل فائبر کی ظاہری شکل روشنی کی ترسیل کے راستے کو حل کرتی ہے، لیکن اس کا مطلب یہ نہیں ہے کہ اس کے ساتھ، کسی بھی روشنی کو بہت دور تک منتقل کیا جا سکتا ہے. صرف اعلی چمک، خالص رنگ، اچھی دشاتمک لیزر، معلومات کی ترسیل کے لیے روشنی کا سب سے بہترین ذریعہ ہے، یہ فائبر کے ایک سرے سے ان پٹ ہے، تقریباً کوئی نقصان نہیں ہوتا اور دوسرے سرے سے آؤٹ پٹ ہوتا ہے۔ لہذا، آپٹیکل کمیونیکیشن بنیادی طور پر لیزر کمیونیکیشن ہے، جس میں بڑی صلاحیت، اعلیٰ معیار، مواد کا وسیع ذریعہ، مضبوط رازداری، پائیداری، وغیرہ کے فوائد ہیں، اور سائنس دانوں نے اسے مواصلات کے میدان میں ایک انقلاب کے طور پر سراہا ہے، اور یہ ایک ہے۔ تکنیکی انقلاب میں سب سے شاندار کامیابیوں میں سے۔