سنگل موڈ فائبر لیزرز کا بنیادی اصول

کا بنیادی اصولسنگل موڈ فائبر لیزرز

لیزر کی نسل کو تین بنیادی شرائط کو پورا کرنے کی ضرورت ہے: آبادی کا الٹ جانا، ایک مناسب گونجنے والا گہا، اور اس تک پہنچنا۔لیزردہلیز (گونجنے والی گہا میں روشنی کا فائدہ نقصان سے زیادہ ہونا چاہیے)۔ سنگل موڈ فائبر لیزرز کا کام کرنے کا طریقہ کار بالکل ان بنیادی جسمانی اصولوں پر مبنی ہے اور فائبر ویو گائیڈز کے خصوصی ڈھانچے کے ذریعے کارکردگی کی اصلاح کو حاصل کرتا ہے۔

محرک تابکاری اور آبادی کا الٹا لیزرز کی نسل کی جسمانی بنیاد ہیں۔ جب پمپ سورس (عام طور پر ایک سیمی کنڈکٹر لیزر ڈایڈڈ) سے خارج ہونے والی ہلکی توانائی کو نایاب زمین کے آئنوں (جیسے Ytterbium Yb³⁺، erbium Er³⁺) کے ساتھ ڈوپڈ گین فائبر میں داخل کیا جاتا ہے، تو نایاب زمینی آئن توانائی جذب کرتے ہیں اور زمینی حالت سے پرجوش حالت میں منتقل ہوتے ہیں۔ جب پرجوش حالت میں آئنوں کی تعداد زمینی حالت میں اس سے زیادہ ہو جاتی ہے تو آبادی کی الٹی حالت بنتی ہے۔ اس مقام پر، واقعہ فوٹون پرجوش ریاست کے آئن کی محرک تابکاری کو متحرک کرے گا، جس سے واقعے کے فوٹون کی طرح ہی فریکوئنسی، مرحلے اور سمت کے نئے فوٹون پیدا ہوں گے، اس طرح آپٹیکل ایمپلیفیکیشن حاصل ہوگا۔

سنگل موڈ کی بنیادی خصوصیتفائبر لیزرزان کے انتہائی عمدہ بنیادی قطر (عام طور پر 8-14μm) میں واقع ہے۔ ویو آپٹکس تھیوری کے مطابق، ایسا باریک کور صرف ایک برقی مقناطیسی فیلڈ موڈ (یعنی بنیادی موڈ LP₀₁ یا HE₁₁ موڈ) کو مستحکم طور پر منتقل کرنے کی اجازت دے سکتا ہے، یعنی واحد موڈ۔ یہ ملٹی موڈ ریشوں میں موجود انٹر موڈل ڈسپریشن مسئلہ کو ختم کرتا ہے، یعنی پلس کو وسیع کرنے کا رجحان مختلف رفتار سے مختلف طریقوں کے پھیلاؤ کی وجہ سے ہوتا ہے۔ ٹرانسمیشن کی خصوصیات کے نقطہ نظر سے، سنگل موڈ آپٹیکل ریشوں میں محوری سمت کے ساتھ پھیلنے والی روشنی کے راستے کا فرق بہت چھوٹا ہے، جس کی وجہ سے آؤٹ پٹ بیم میں کامل مقامی ہم آہنگی اور گاوسی انرجی ڈسٹری بیوشن ہوتا ہے، اور بیم کوالٹی فیکٹر M² 1 (M²=1 مثالی گاوسی بیم کے لیے) تک پہنچ سکتا ہے۔

فائبر لیزرز تیسری نسل کے شاندار نمائندے ہیں۔لیزر ٹیکنالوجی، جو نایاب زمین کے عنصر سے ڈوپڈ شیشے کے ریشوں کو حاصل کرنے کے ذریعہ استعمال کرتے ہیں۔ گزشتہ دہائی کے دوران، سنگل موڈ فائبر لیزرز نے اپنی منفرد کارکردگی کے فوائد کی بدولت عالمی لیزر مارکیٹ میں تیزی سے اہم حصہ حاصل کر لیا ہے۔ ملٹی موڈ فائبر لیزرز یا روایتی سالڈ سٹیٹ لیزر کے مقابلے میں، سنگل موڈ فائبر لیزر 1 کے قریب بیم کوالٹی کے ساتھ ایک مثالی گاوسی بیم پیدا کر سکتے ہیں، جس کا مطلب ہے کہ بیم تقریباً نظریاتی کم از کم ڈائیورجنس زاویہ اور کم سے کم فوکسڈ جگہ تک پہنچ سکتی ہے۔ یہ خصوصیت اسے پروسیسنگ اور پیمائش کے شعبوں میں ناقابل تبدیلی بناتی ہے جس میں اعلی صحت سے متعلق اور کم تھرمل اثر کی ضرورت ہوتی ہے۔