ذیلی 20 فیمٹوسیکنڈ مرئی روشنیٹیون ایبل پلسڈ لیزر ذریعہ
حال ہی میں، برطانیہ کی ایک تحقیقی ٹیم نے ایک جدید مطالعہ شائع کیا، جس میں اعلان کیا گیا کہ انہوں نے کامیابی کے ساتھ ایک ٹیون ایبل میگا واٹ لیول ذیلی 20 فیمٹوسیکنڈ نظر آنے والی لائٹ ٹیون ایبل تیار کی ہے۔نبض لیزر ذریعہ. یہ پلس لیزر ذریعہ، الٹرا فاسٹفائبر لیزریہ نظام ٹیون ایبل طول موج، انتہائی مختصر دورانیے، 39 نانوجولز تک زیادہ توانائیوں اور 2 میگا واٹ سے زیادہ طاقت کے ساتھ دالیں پیدا کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے، جس سے الٹرا فاسٹ سپیکٹروسکوپی، بائیولوجیکل پروسیسنگ، صنعتی امیجنگ جیسے شعبوں کے لیے بالکل نئے ایپلیکیشن کے امکانات کھلتے ہیں۔
اس ٹیکنالوجی کی بنیادی بات دو جدید طریقوں کے امتزاج میں مضمر ہے: "گین مینیجڈ نان لائنر ایمپلیفیکیشن (GMNA)" اور "Resonant Dispersive Wave (RDW) اخراج"۔ ماضی میں، ایسی اعلیٰ کارکردگی والی ٹیون ایبل الٹرا شارٹ دالیں حاصل کرنے کے لیے، عام طور پر مہنگے اور پیچیدہ ٹائٹینیم سیفائر لیزرز یا آپٹیکل پیرامیٹرک ایمپلیفائرز کی ضرورت ہوتی تھی۔ یہ آلات نہ صرف مہنگے، بھاری اور برقرار رکھنے میں مشکل تھے، بلکہ کم تکرار کی شرحوں اور ٹیوننگ رینجز کی وجہ سے بھی محدود تھے۔ اس بار تیار کردہ آل فائبر حل نہ صرف سسٹم کے فن تعمیر کو نمایاں طور پر آسان بناتا ہے بلکہ اخراجات اور پیچیدگی کو بھی بہت کم کرتا ہے۔ یہ ذیلی 20 فیمٹوسیکنڈ کی براہ راست نسل کو قابل بناتا ہے، 400 سے 700 نینو میٹر تک اور زیادہ طاقت والی دالوں کو 4.8 میگا ہرٹز کی اعلیٰ تکرار پر۔ تحقیقی ٹیم نے یہ پیش رفت ایک درست طریقے سے ڈیزائن کردہ سسٹم آرکیٹیکچر کے ذریعے حاصل کی۔ سب سے پہلے، انہوں نے مکمل طور پر پولرائزیشن پریزونگ موڈ لاکڈ یٹربیئم فائبر آسکیلیٹر کا استعمال کیا جو نان لائنر ایمپلیفیکیشن رِنگ مرر (NALM) پر مبنی بیج کے ذریعہ ہے۔ یہ ڈیزائن نہ صرف نظام کے طویل مدتی استحکام کو یقینی بناتا ہے بلکہ جسمانی سیر شدہ جذب کرنے والوں کے تنزلی کے مسئلے سے بھی بچاتا ہے۔ پریمپلیفیکیشن اور نبض کمپریشن کے بعد، بیج کی دالیں GMNA مرحلے میں متعارف کرائی جاتی ہیں۔ جی ایم این اے آپٹیکل ریشوں میں سیلف فیز ماڈیولیشن اور طول بلد غیر متناسب گین ڈسٹری بیوشن کا استعمال کرتا ہے تاکہ اسپیکٹرل براڈننگ کو حاصل کیا جا سکے اور تقریباً کامل لکیری چہچہاہٹ کے ساتھ الٹرا شارٹ دالیں تیار کی جائیں، جو بالآخر گریٹنگ جوڑوں کے ذریعے ذیلی 40 فیمٹوسیکنڈز تک سکیڑ دی جاتی ہیں۔ RDW نسل کے مرحلے کے دوران، محققین نے خود ساختہ اور تیار کردہ نو ریزونیٹر اینٹی ریزوننس ہولو کور ریشوں کا استعمال کیا۔ اس قسم کے آپٹیکل فائبر کا پمپ پلس بینڈ اور نظر آنے والے لائٹ ریجن میں انتہائی کم نقصان ہوتا ہے، جس سے توانائی کو مؤثر طریقے سے پمپ سے منتشر لہر میں تبدیل کیا جا سکتا ہے اور زیادہ نقصان والے ریزوننٹ بینڈ کی وجہ سے ہونے والی مداخلت سے بچا جاتا ہے۔ زیادہ سے زیادہ حالات میں، نظام کی طرف سے ڈسپریشن ویو پلس انرجی آؤٹ پٹ 39 نانوجولز تک پہنچ سکتی ہے، نبض کی مختصر چوڑائی 13 فیمٹوسیکنڈ تک پہنچ سکتی ہے، چوٹی کی طاقت 2.2 میگا واٹ تک ہو سکتی ہے، اور توانائی کی تبدیلی کی کارکردگی 13 فیصد تک زیادہ ہو سکتی ہے۔ اس سے بھی زیادہ دلچسپ بات یہ ہے کہ گیس کے دباؤ اور فائبر کے پیرامیٹرز کو ایڈجسٹ کرکے، سسٹم کو آسانی سے الٹرا وائلٹ اور انفراریڈ بینڈ تک بڑھایا جا سکتا ہے، جس سے گہرے الٹراوائلٹ سے انفراریڈ تک وسیع بینڈ ٹیوننگ حاصل کی جا سکتی ہے۔
یہ تحقیق نہ صرف فوٹوونکس کے بنیادی شعبے میں اہم اہمیت رکھتی ہے بلکہ صنعتی اور اطلاقی شعبوں کے لیے ایک نئی صورت حال کا آغاز کرتی ہے۔ مثال کے طور پر، ملٹی فوٹون مائیکروسکوپی امیجنگ، الٹرا فاسٹ ٹائم حل شدہ سپیکٹروسکوپی، میٹریل پروسیسنگ، پریزیشن میڈیسن، اور الٹرا فاسٹ نان لائنر آپٹکس ریسرچ جیسے شعبوں میں، یہ کمپیکٹ، موثر اور کم لاگت والا نیا قسم کا الٹرا فاسٹ لائٹ سورس صارفین کو بے مثال ٹولز اور لچک فراہم کرے گا۔ خاص طور پر ایسے منظرناموں میں جن کے لیے اعادہ کی بلند شرح، چوٹی کی طاقت اور انتہائی مختصر دالوں کی ضرورت ہوتی ہے، یہ ٹیکنالوجی بلاشبہ زیادہ مسابقتی ہے اور روایتی ٹائٹینیم سیفائر یا آپٹیکل پیرامیٹرک ایمپلیفیکیشن سسٹمز کے مقابلے میں زیادہ فروغ دینے کی صلاحیت رکھتی ہے۔
مستقبل میں، تحقیقی ٹیم نظام کو مزید بہتر بنانے کا ارادہ رکھتی ہے، جیسے کہ موجودہ فن تعمیر کو جو آپٹیکل ریشوں میں ایک سے زیادہ خالی جگہ کے آپٹیکل پرزوں پر مشتمل ہے، یا یہاں تک کہ ایک واحد مامیشیو آسکیلیٹر کا استعمال کرتے ہوئے موجودہ آسیلیٹر اور ایمپلیفائر کے امتزاج کو تبدیل کرنے کے لیے، تاکہ نظام کو منیٹورائزیشن حاصل کر سکے۔ اس کے علاوہ، مختلف قسم کے اینٹی ریزوننس ریشوں کو اپناتے ہوئے، رامان ایکٹیو گیسز اور فریکوئنسی دوگنا کرنے والے ماڈیولز کو متعارف کراتے ہوئے، اس نظام کو ایک وسیع بینڈ تک پھیلانے کی امید ہے، جس سے الٹراوائلٹ، مرئی روشنی اور انفراریڈ جیسے متعدد شعبوں کے لیے آل فائبر، وائیڈ بینڈ، الٹرا فاسٹ لیزر حل فراہم کیے جائیں گے۔
پیکر 1. پلسڈ لیزر کی ٹیوننگ کا اسکیمیٹک خاکہ
پوسٹ ٹائم: مئی-28-2025