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 سپیکٹرم دیگر طول بلد طریقوں کے نقصان کو بڑھانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، تاکہ دیگر طول البلد موڈز موڈ مسابقت کے عمل میں ان کی چھوٹی ترسیل کی وجہ سے فلٹر ہو جاتے ہیں، تاکہ واحد طول بلد موڈ آپریشن حاصل کیا جا سکے۔ 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 شہتیر کو گونجنے والے 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 مقامی سوراخ کے جلانے کے اثر سے بچنا ہے۔ واحد طول بلد موڈ آؤٹ پٹ۔ بلک بریگ گریٹنگ (VBG) موڈ سلیکشن کا اصول سیمی کنڈکٹر اور فائبر تنگ لائن چوڑائی والے لیزرز جیسا ہی 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 سلیکٹیوٹی کی بنیاد پر، آسکیلیٹر طول موج کے انتخاب کے کردار کو حاصل کرنے کے لیے ایک مخصوص طول موج یا بینڈ پر دوہرتا ہے، جیسا کہ شکل 7(d) میں دکھایا گیا ہے۔
ایک ہی وقت میں، طول بلد موڈ کے انتخاب کی درستگی کو بہتر بنانے، لائن وِڈتھ کو مزید تنگ کرنے، یا نان لائنر فریکوئنسی ٹرانسفارمیشن اور دیگر ذرائع متعارف کروا کر موڈ مسابقت کی شدت کو بڑھانے، اور آؤٹ پٹ ویو لینتھ کو بڑھانے کے لیے متعدد طول بلد موڈ سلیکشن کے طریقوں کو ملایا جا سکتا ہے۔ لیزر ایک تنگ لائن وڈتھ میں کام کرتے ہوئے، جس کے لیے کرنا 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 خاص فریکوئنسی شفٹ پیدا ہو، اور اسے مسلسل بڑھایا جاتا ہے۔ بینڈوتھ حاصل کریں۔

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 Brillouin فریکوئنسی شفٹ عام طور پر صرف 0.1-2 cm-1 ہوتی ہے، اس لیے پمپ لائٹ کے طور پر 1064 nm لیزر کے ساتھ، پیدا ہونے والی سٹوکس طول موج اکثر صرف 1064.01 nm ہوتی ہے، لیکن اس کا مطلب یہ بھی ہے کہ اس کی کوانٹم تبادلوں کی کارکردگی بہت زیادہ ہے (نظریہ میں 99.99% تک)۔ اس کے علاوہ، کیونکہ میڈیم کی بریلوئن گین لائن وِتھ عام طور پر صرف MHZ-GHz کی ہوتی ہے (کچھ ٹھوس میڈیا کی Brillouin گین لائن وِتھ صرف 10 MHz ہے)، یہ لیزر ورکنگ مادہ کی گین لائن وڈتھ سے بہت کم ہے۔ 100 گیگا ہرٹز کے آرڈر سے، لہذا، برلوئن لیزر میں پرجوش اسٹوکس گہا میں ایک سے زیادہ امپلیفیکیشن کے بعد واضح سپیکٹرم کو تنگ کرنے کا رجحان دکھا سکتا ہے، اور اس کی آؤٹ پٹ لائن کی چوڑائی پمپ لائن کی چوڑائی کے مقابلے میں شدت کے کئی آرڈرز کم 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۔ مزید برآں، ہیرے جیسے نئے کرسٹل مواد پر مبنی خلائی طور پر چلنے والا بریلوئن 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 W شدت تک، اس کے اطلاق کو بڑھانے کے لیے بنیاد ڈالتا ہے۔
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 کے ساتھ تنگ چوڑائی کے لیزرز بھی ایپلی کیشن کی زبردست صلاحیت کو ظاہر کرتے ہیں، خاص طور پر مربوط کمیونیکیشنز میں، جو طول موج (یا فریکوئنسی) کے لیے ویو لینتھ ڈویژن ملٹی پلیکسنگ (WDM) یا فریکوئنسی ڈویژن ملٹی پلیکسنگ (FDM) کی ضروریات کو بالکل پورا کر سکتے ہیں۔ ) tunability، اور توقع ہے کہ موبائل کمیونیکیشن ٹیکنالوجی کی اگلی نسل 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۔