منفرد الٹرا فاسٹ لیزر حصہ اول

منفردانتہائی تیز لیزرحصہ ایک

الٹرا فاسٹ کی منفرد خصوصیاتلیزر
الٹرا فاسٹ لیزرز کا الٹرا شارٹ پلس دورانیہ ان سسٹمز کو منفرد خصوصیات دیتا ہے جو انہیں لمبی پلس یا مسلسل لہر (CW) لیزرز سے ممتاز کرتی ہے۔ اتنی مختصر نبض پیدا کرنے کے لیے، ایک وسیع سپیکٹرم بینڈوتھ کی ضرورت ہوتی ہے۔ نبض کی شکل اور مرکزی طول موج ایک خاص مدت کی دالیں پیدا کرنے کے لیے درکار کم از کم بینڈوتھ کا تعین کرتی ہے۔ عام طور پر، اس تعلق کو ٹائم بینڈوڈتھ پروڈکٹ (TBP) کے لحاظ سے بیان کیا جاتا ہے، جو غیر یقینی کے اصول سے اخذ کیا گیا ہے۔ گاوسی پلس کا ٹی بی پی درج ذیل فارمولے سے دیا جاتا ہے: TBPGaussian=ΔτΔν≈0.441
Δτ نبض کا دورانیہ ہے اور Δv تعدد بینڈوتھ ہے۔ جوہر میں، مساوات سے پتہ چلتا ہے کہ سپیکٹرم بینڈوڈتھ اور نبض کی مدت کے درمیان ایک الٹا تعلق ہے، یعنی جیسے جیسے نبض کا دورانیہ کم ہوتا ہے، اس نبض کو پیدا کرنے کے لیے درکار بینڈوتھ بڑھ جاتی ہے۔ شکل 1 مختلف نبض کے دورانیے کو سپورٹ کرنے کے لیے درکار کم از کم بینڈوتھ کی وضاحت کرتا ہے۔

شکل 1: سپورٹ کرنے کے لیے کم از کم سپیکٹرل بینڈوڈتھ درکار ہے۔لیزر دالیں10 پی ایس (سبز)، 500 ایف ایس (نیلے) اور 50 ایف ایس (سرخ)

الٹرا فاسٹ لیزرز کے تکنیکی چیلنجز
آپ کے سسٹم میں الٹرا فاسٹ لیزرز کی وسیع اسپیکٹرل بینڈوتھ، چوٹی کی طاقت، اور نبض کی مختصر مدت کا مناسب طریقے سے انتظام ہونا چاہیے۔ اکثر، ان چیلنجوں کا ایک آسان حل لیزرز کا وسیع سپیکٹرم آؤٹ پٹ ہے۔ اگر آپ نے ماضی میں بنیادی طور پر لمبی پلس یا مسلسل لہر والے لیزر استعمال کیے ہیں، تو آپ کے آپٹیکل اجزاء کا موجودہ ذخیرہ الٹرا فاسٹ دالوں کی مکمل بینڈوتھ کو منعکس یا منتقل کرنے کے قابل نہیں ہوسکتا ہے۔

لیزر نقصان کی حد
الٹرا فاسٹ آپٹکس میں بھی زیادہ روایتی لیزر ذرائع کے مقابلے لیزر ڈیمیج تھریشولڈز (LDT) کو نیویگیٹ کرنا کافی مختلف اور زیادہ مشکل ہے۔ جب آپٹکس فراہم کیے جاتے ہیں۔نینو سیکنڈ پلسڈ لیزرز، LDT قدریں عام طور پر 5-10 J/cm2 کی ترتیب میں ہوتی ہیں۔ الٹرا فاسٹ آپٹکس کے لیے، اس شدت کی قدروں کو عملی طور پر سنا نہیں جاتا ہے، کیونکہ LDT قدریں <1 J/cm2 کے آرڈر پر ہونے کا امکان زیادہ ہوتا ہے، عام طور پر 0.3 J/cm2 کے قریب ہوتا ہے۔ مختلف نبض کے دورانیے کے تحت ایل ڈی ٹی طول و عرض کی اہم تبدیلی نبض کے دورانیے پر مبنی لیزر نقصان کے طریقہ کار کا نتیجہ ہے۔ نینو سیکنڈ لیزرز یا اس سے زیادہ کے لیےنبض شدہ لیزرز، نقصان کا سبب بننے والا اہم طریقہ کار تھرمل ہیٹنگ ہے۔ کی کوٹنگ اور سبسٹریٹ موادآپٹیکل آلاتوقوعہ والے فوٹونز کو جذب کرتے ہیں اور انہیں گرم کرتے ہیں۔ یہ مواد کی کرسٹل جالی کو مسخ کرنے کا باعث بن سکتا ہے۔ تھرمل توسیع، کریکنگ، پگھلنا اور جالیوں کا تناؤ ان کے عام تھرمل نقصان کے طریقہ کار ہیں۔لیزر ذرائع.

تاہم، الٹرا فاسٹ لیزرز کے لیے، نبض کا دورانیہ بذات خود لیزر سے مادی جالیوں میں حرارت کی منتقلی کے وقت کے پیمانے سے زیادہ تیز ہوتا ہے، لہذا تھرمل اثر لیزر سے ہونے والے نقصان کی بنیادی وجہ نہیں ہے۔ اس کے بجائے، الٹرا فاسٹ لیزر کی چوٹی کی طاقت نقصان کے طریقہ کار کو غیر خطی عمل جیسے کہ ملٹی فوٹون جذب اور آئنائزیشن میں تبدیل کرتی ہے۔ یہی وجہ ہے کہ نینو سیکنڈ پلس کی ایل ڈی ٹی کی درجہ بندی کو الٹرا فاسٹ پلس کے برابر محدود کرنا ممکن نہیں ہے، کیونکہ نقصان کا جسمانی طریقہ کار مختلف ہے۔ لہذا، استعمال کی انہی شرائط کے تحت (مثلاً طول موج، نبض کا دورانیہ، اور تکرار کی شرح)، کافی زیادہ LDT ریٹنگ والا آپٹیکل ڈیوائس آپ کی مخصوص ایپلی کیشن کے لیے بہترین آپٹیکل ڈیوائس ہوگا۔ مختلف حالات میں جانچے گئے آپٹکس سسٹم میں ایک ہی آپٹکس کی اصل کارکردگی کے نمائندہ نہیں ہیں۔

شکل 1:مختلف نبض کے دورانیے کے ساتھ لیزر سے متاثرہ نقصان کا طریقہ کار