تنگ لائن وڈتھ لیزر ٹیکنالوجی حصہ دو

تنگ لائن وڈتھ لیزر ٹیکنالوجی حصہ دو

(3)ٹھوس ریاست لیزر

1960 میں، دنیا کا پہلا روبی لیزر ایک ٹھوس ریاست کا لیزر تھا، جس کی خصوصیت ایک اعلی پیداواری توانائی اور وسیع طول موج کی کوریج تھی۔ سالڈ سٹیٹ لیزر کا منفرد مقامی ڈھانچہ اسے تنگ لائن وڈتھ آؤٹ پٹ کے ڈیزائن میں زیادہ لچکدار بناتا ہے۔ اس وقت نافذ کیے گئے اہم طریقوں میں شارٹ کیویٹی میتھڈ، ون وے رِنگ کیویٹی میتھڈ، انٹرا کیویٹی اسٹینڈرڈ میتھڈ، ٹورشن پینڈولم موڈ کیویٹی میتھڈ، والیوم بریگ گرٹنگ میتھڈ اور سیڈ انجیکشن میتھڈ شامل ہیں۔

شکل 7 کئی مخصوص واحد طول بلد موڈ سالڈ اسٹیٹ لیزرز کی ساخت کو ظاہر کرتا ہے۔

شکل 7(a) in-cavity FP معیار کی بنیاد پر سنگل طول بلد موڈ سلیکشن کے کام کرنے والے اصول کو ظاہر کرتا ہے، یعنی اسٹینڈرڈ کا تنگ لائن وڈتھ ٹرانسمیشن اسپیکٹرم دیگر طول بلد طریقوں کے نقصان کو بڑھانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، تاکہ دوسرے طول بلد موڈز کو موڈ مقابلے کے عمل میں فلٹر کیا جائے کیونکہ ان کے چھوٹے موڈ سے واحد ٹرانسمیٹینس کو حاصل کرنے کی وجہ سے۔ اس کے علاوہ، FP معیار کے زاویہ اور درجہ حرارت کو کنٹرول کر کے اور طول موڈ کے وقفے کو تبدیل کر کے طول موج کی ٹیوننگ آؤٹ پٹ کی ایک خاص حد حاصل کی جا سکتی ہے۔ انجیر۔ 7(b) اور (c) نان پلانر رِنگ آسکیلیٹر (NPRO) اور ٹورسنل پینڈولم موڈ کیویٹی طریقہ دکھاتے ہیں جو ایک واحد طولانی موڈ آؤٹ پٹ حاصل کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ کام کرنے کا اصول یہ ہے کہ بیم کو ریزونیٹر میں ایک ہی سمت میں پھیلایا جائے، عام کھڑے لہر گہا میں الٹے ذرات کی تعداد کی غیر مساوی مقامی تقسیم کو مؤثر طریقے سے ختم کیا جائے، اور اس طرح ایک طول البلد موڈ آؤٹ پٹ حاصل کرنے کے لیے مقامی سوراخ جلانے کے اثر سے بچنا ہے۔ بلک بریگ گریٹنگ (VBG) موڈ سلیکشن کا اصول سیمی کنڈکٹر اور فائبر تنگ لائن چوڑائی والے لیزرز سے ملتا جلتا ہے جس کا پہلے ذکر کیا گیا ہے، یعنی VBG کو فلٹر عنصر کے طور پر استعمال کرتے ہوئے، اس کی اچھی اسپیکٹرل سلیکٹیوٹی اور اینگل سلیکٹیویٹی کی بنیاد پر، آسکیلیٹر ایک مخصوص طول موج یا بینڈ کو حاصل کرنے کے لیے ایک مخصوص طول موج یا بینڈ کو حاصل کرنے کے لیے رول کو حاصل کرتا ہے۔ 7(d)۔
ایک ہی وقت میں، طول البلد موڈ کے انتخاب کی درستگی کو بہتر بنانے، لائن کی چوڑائی کو مزید تنگ کرنے، یا نان لائنر فریکوئنسی ٹرانسفارمیشن اور دیگر ذرائع متعارف کروا کر موڈ کے مقابلے کی شدت کو بڑھانے، اور لیزر کی آؤٹ پٹ ویو لینتھ کو وسعت دینے کے لیے ضرورتوں کے مطابق متعدد طول بلد موڈ سلیکشن طریقوں کو جوڑا جا سکتا ہے، جس میں تنگ لکیر کے لیے مشکل ہے۔سیمی کنڈکٹر لیزراورفائبر لیزرز.

(4) بریلوئن لیزر

Brillouin لیزر کم شور، تنگ لائن وڈتھ آؤٹ پٹ ٹیکنالوجی حاصل کرنے کے لیے محرک بریلوئن سکیٹرنگ (SBS) اثر پر مبنی ہے، اس کا اصول فوٹوون اور اندرونی صوتی فیلڈ کے تعامل کے ذریعے ہے تاکہ سٹوکس فوٹونز کی ایک مخصوص فریکوئنسی شفٹ پیدا ہو، اور گین بینڈوتھ کے اندر مسلسل بڑھایا جاتا ہے۔

شکل 8 ایس بی ایس کی تبدیلی کا لیول ڈایاگرام اور بریلوئن لیزر کی بنیادی ساخت کو دکھاتا ہے۔

صوتی فیلڈ کی کم کمپن فریکوئنسی کی وجہ سے، مواد کی بریلوئن فریکوئنسی شفٹ عام طور پر صرف 0.1-2 سینٹی میٹر -1 ہوتی ہے، لہذا پمپ لائٹ کے طور پر 1064 nm لیزر کے ساتھ، پیدا ہونے والی سٹوکس طول موج اکثر تقریباً 1064.01 nm ہوتی ہے، لیکن اس کا مطلب یہ بھی ہے کہ اس کی کوانٹم 9 فیصد سے زیادہ ہے نظریہ میں)۔ اس کے علاوہ، چونکہ میڈیم کی بریلوئن گین لائن وڈتھ عام طور پر صرف MHZ-GHz کے آرڈر کی ہوتی ہے (کچھ ٹھوس میڈیا کی Brillouin گین لائن وڈتھ صرف 10 MHz ہے)، یہ 100 GHz کے آرڈر کے لیزر ورکنگ مادہ کی گین لائن وڈتھ سے کہیں کم ہے، اس لیے، سٹوکس نے بریلوئن لاین وِڈتھ کو ظاہر کیا ہے کہ برِلوئن لاین وِڈتھ پر جوش دکھا سکتے ہیں۔ گہا میں ایک سے زیادہ پروردن کے بعد کا رجحان، اور اس کی آؤٹ پٹ لائن کی چوڑائی پمپ لائن کی چوڑائی سے کم شدت کے کئی آرڈرز ہے۔ فی الحال، Brillouin لیزر فوٹوونکس کے میدان میں ایک ریسرچ ہاٹ سپاٹ بن گیا ہے، اور انتہائی تنگ لائن وڈتھ آؤٹ پٹ کے Hz اور sub-Hz آرڈر کے بارے میں بہت سی رپورٹس سامنے آئی ہیں۔

حالیہ برسوں میں، ویو گائیڈ ڈھانچے کے ساتھ Brillouin آلات کے میدان میں ابھر کر سامنے آئے ہیں۔مائکروویو فوٹوونکس، اور miniaturization، اعلی انضمام اور اعلی ریزولوشن کی سمت میں تیزی سے ترقی کر رہے ہیں۔ اس کے علاوہ، ہیرے جیسے نئے کرسٹل مواد پر مبنی خلائی طور پر چلنے والا برلوئن لیزر بھی پچھلے دو سالوں میں لوگوں کے وژن میں داخل ہوا ہے، ویو گائیڈ ڈھانچے کی طاقت میں اس کی اختراعی پیش رفت اور کاسکیڈ ایس بی ایس رکاوٹ، بریلوئن لیزر کی طاقت 10 ڈبلیو کی شدت تک، اس کے استعمال کی بنیاد رکھی گئی۔
جنرل جنکشن
جدید ترین علم کی مسلسل تلاش کے ساتھ، تنگ لائن وڈتھ لیزرز اپنی بہترین کارکردگی کے ساتھ سائنسی تحقیق میں ایک ناگزیر ٹول بن گئے ہیں، جیسے کہ کشش ثقل کی لہروں کا پتہ لگانے کے لیے لیزر انٹرفیرومیٹر LIGO، جو سنگل فریکوئنسی کی تنگ لکیر کی چوڑائی کا استعمال کرتا ہے۔لیزربیج کے ذریعہ کے طور پر 1064 nm کی طول موج کے ساتھ، اور بیج کی روشنی کی لکیر کی چوڑائی 5 kHz کے اندر ہے۔ اس کے علاوہ، ویو لینتھ ٹیون ایبل اور بغیر موڈ جمپ والے تنگ چوڑائی کے لیزرز بھی ایپلیکیشن کی زبردست صلاحیت کو ظاہر کرتے ہیں، خاص طور پر مربوط کمیونیکیشنز میں، جو ویو لینتھ ڈویژن ملٹی پلیکسنگ (WDM) یا فریکوئنسی ڈویژن ملٹی پلیکسنگ (FDM) کی ویو لینتھ (یا فریکوئنسی) ٹیون ایبلٹی کی ضروریات کو پوری طرح سے پورا کر سکتے ہیں، اور توقع ہے کہ اگلی نسل کے مواصلاتی ٹیکنالوجی کا بنیادی آلہ بن جائے گا۔
مستقبل میں، لیزر مواد اور پروسیسنگ ٹیکنالوجی کی اختراع لیزر لائن وڈتھ کے کمپریشن، فریکوئنسی استحکام میں بہتری، طول موج کی حد میں توسیع اور طاقت کی بہتری کو مزید فروغ دے گی، نامعلوم دنیا کی انسانی تلاش کے لیے راہ ہموار کرے گی۔