لیزرز کی نسل

لیزرز کی نسل
لیزرز کی نسل کی تجویز آئن سٹائن نے 1916 میں اپنے نظریہ "بے ساختہ اور محرک اخراج" کے ساتھ پیش کی تھی۔ یہ نظریہ جدید لیزر سسٹم کی جسمانی بنیاد بناتا ہے۔ فوٹون اور ایٹموں کے درمیان تعامل تین منتقلی کے عمل کا باعث بن سکتا ہے: محرک جذب، خود بخود اخراج، اور محرک اخراج۔ جب تک محرک اخراج برقرار اور مستحکم ہو، لیزر حاصل کیے جا سکتے ہیں۔ لہذا، خصوصی آلات - لیزر - کو تیار کیا جانا چاہئے. لیزر کی ساخت عام طور پر تین اہم حصوں پر مشتمل ہوتی ہے: کام کرنے والا مادہ، اتیجیت کرنے والا آلہ، اور آپٹیکل ریزونیٹر۔

1. کام کرنے والا مادہ

لیزر میں موجود مادہ جو لیزر لائٹ پیدا کر سکتا ہے اسے کام کرنے والا مادہ کہا جاتا ہے۔ عام حالات میں، ہر توانائی کی سطح پر مادہ میں ایٹم نمبرز کی تقسیم ایک عام تقسیم ہے۔ کم توانائی کی سطح پر ایٹموں کی تعداد ہمیشہ اعلی توانائی کی سطح پر اس سے زیادہ ہوتی ہے۔ لہذا، جب روشنی luminescent مادہ کی عام حالت سے گزرتی ہے، جذب کا عمل غالب ہوتا ہے، اور روشنی ہمیشہ کمزور ہوتی ہے۔ چمکدار مادے سے گزرنے کے بعد روشنی کو مضبوط بنانے اور روشنی کی افزائش حاصل کرنے کے لیے، محرک اخراج کو غالب بنانا ضروری ہے۔ اعلی توانائی کی سطح پر ایٹموں کی تعداد کو کم توانائی کی سطح سے زیادہ بنانے کے لیے، یہ تقسیم عام تقسیم کے برعکس ہے اور اسے پارٹیکل نمبر انورسیشن کہا جاتا ہے۔
2. حوصلہ افزائی کا آلہ
اتیجیت آلہ کا کام کم توانائی کی سطح میں ایٹموں کو اعلی توانائی کی سطح پر اکسانا ہے، جس سے کام کرنے والے مادے کو پارٹیکل نمبر الٹنے کے قابل بناتا ہے۔ مادہ کی توانائی کی سطح میں زمینی حالت اور پرجوش حالت کے ساتھ ساتھ میٹاسٹیبل حالت بھی شامل ہے۔ میٹاسٹیبل حالت زمینی حالت سے کم مستحکم ہے، لیکن پرجوش حالت سے کہیں زیادہ مستحکم ہے۔ نسبتاً، ایٹم طویل مدت تک میٹاسٹیبل حالت میں رہ سکتے ہیں۔ مثال کے طور پر، روبی میں کرومیم آئنز (Cr3+) کی میٹاسٹیبل حالت ہوتی ہے جس کی عمر 10-3 سیکنڈ ہوتی ہے۔ کام کرنے والے مادہ کے پرجوش ہونے اور پارٹیکل نمبر کے الٹ جانے کے بعد، ابتدائی طور پر، خود بخود تابکاری کے ذریعے خارج ہونے والے فوٹان کے مختلف پھیلاؤ کی سمتوں کی وجہ سے، محرک ریڈی ایشن فوٹان کے بھی پھیلاؤ کی سمتیں مختلف ہوتی ہیں، اور آؤٹ پٹ اور جذب میں بہت سے نقصانات ہوتے ہیں۔ مستحکم لیزر آؤٹ پٹ پیدا نہیں کیا جا سکتا. متحرک تابکاری کو کام کرنے والے مادے کے محدود حجم میں موجود رہنے کے قابل بنانے کے لیے، روشنی کے انتخاب اور توسیع کو حاصل کرنے کے لیے ایک آپٹیکل ریزونیٹر کی ضرورت ہوتی ہے۔
3. آپٹیکل ریزونیٹر
یہ کام کرنے والے مادے کے دونوں سروں پر نصب باہمی طور پر متوازی عکاسی کرنے والے آئینے کا ایک جوڑا ہے، جو مرکزی محور پر کھڑا ہے۔ ایک سرا مکمل عکاسی کا آئینہ ہے (100% کی عکاسی کی شرح کے ساتھ)، اور دوسرا سرا جزوی طور پر شفاف اور جزوی طور پر عکاس آئینہ ہے (90% سے 99% کی عکاسی کی شرح کے ساتھ)۔
ریزونیٹر کے کام یہ ہیں: ① آپٹیکل ایمپلیفیکیشن پیدا کرنا اور اسے برقرار رکھنا؛ ② آؤٹ پٹ لائٹ کی سمت کا انتخاب؛ ③ آؤٹ پٹ لائٹ کی طول موج کا انتخاب۔ ایک مخصوص کام کرنے والے مادہ کے لیے، مختلف عوامل کی وجہ سے، اصل خارج ہونے والی روشنی کی طول موج منفرد نہیں ہے، اور سپیکٹرم کی ایک خاص چوڑائی ہوتی ہے۔ گونجنے والا فریکوئنسی سلیکشن کا کردار ادا کر سکتا ہے، جس سے لیزر کی یک رنگی بہتر ہوتی ہے۔