منفرد الٹرا فاسٹ لیزر حصہ دو

منفردانتہائی تیز لیزرحصہ دو

بازی اور نبض پھیلنا: گروپ میں تاخیر کی بازی
الٹرا فاسٹ لیزر استعمال کرتے وقت درپیش سب سے مشکل تکنیکی چیلنجوں میں سے ایک انتہائی مختصر دالوں کی مدت کو برقرار رکھنا ہے جو ابتدائی طور پرلیزر. الٹرا فاسٹ دالیں وقت کی تحریف کے لیے بہت حساس ہوتی ہیں، جس سے دالیں لمبی ہوجاتی ہیں۔ ابتدائی نبض کا دورانیہ کم ہونے کے ساتھ یہ اثر بدتر ہوتا جاتا ہے۔ جب کہ الٹرا فاسٹ لیزرز 50 سیکنڈ کے دورانیے کے ساتھ نبضوں کا اخراج کر سکتے ہیں، انہیں آئینے اور عینک کا استعمال کرتے ہوئے پلس کو ہدف کے مقام تک منتقل کرنے کے لیے وقت کے ساتھ بڑھایا جا سکتا ہے، یا یہاں تک کہ نبض کو ہوا کے ذریعے منتقل کیا جا سکتا ہے۔

اس بار مسخ کو گروپ ڈیلیڈ ڈسپریشن (GDD) کے نام سے ایک پیمائش کا استعمال کرتے ہوئے مقدار درست کیا جاتا ہے، جسے سیکنڈ آرڈر ڈسپریشن بھی کہا جاتا ہے۔ درحقیقت، اعلیٰ ترتیب والی بازی کی اصطلاحات بھی ہیں جو الٹرافارٹ لیزر دالوں کی وقت کی تقسیم کو متاثر کر سکتی ہیں، لیکن عملی طور پر، یہ عام طور پر صرف GDD کے اثر کو جانچنے کے لیے کافی ہے۔ GDD تعدد پر منحصر قدر ہے جو کسی دیے گئے مواد کی موٹائی کے لکیری طور پر متناسب ہے۔ ٹرانسمیشن آپٹکس جیسے لینس، ونڈو، اور مقصدی اجزاء میں عام طور پر مثبت GDD قدریں ہوتی ہیں، جو اس بات کی نشاندہی کرتی ہے کہ ایک بار کمپریس ہونے والی دالیں ٹرانسمیشن آپٹکس کو نبض کا دورانیہ ان سے خارج کر سکتی ہیں۔لیزر کے نظام. کم تعدد والے اجزاء (یعنی لمبی طول موج) زیادہ تعدد والے اجزاء (یعنی چھوٹی طول موج) کے مقابلے میں تیزی سے پھیلتے ہیں۔ جیسے جیسے نبض زیادہ سے زیادہ مادے سے گزرتی ہے، نبض میں طول موج وقت کے ساتھ ساتھ مزید اور بڑھتی رہے گی۔ نبض کے مختصر دورانیے، اور اس لیے وسیع بینڈوتھ کے لیے، یہ اثر مزید بڑھا چڑھا کر پیش کیا جاتا ہے اور اس کے نتیجے میں نبض کے وقت میں اہم تحریف ہو سکتی ہے۔

الٹرا فاسٹ لیزر ایپلی کیشنز
سپیکٹروسکوپی
الٹرا فاسٹ لیزر ذرائع کی آمد کے بعد سے، سپیکٹروسکوپی ان کے استعمال کے اہم شعبوں میں سے ایک رہی ہے۔ نبض کے دورانیے کو فیمٹوسیکنڈز یا حتیٰ کہ ایٹو سیکنڈز تک کم کر کے، طبیعیات، کیمسٹری اور حیاتیات میں متحرک عمل جن کا مشاہدہ کرنا تاریخی طور پر ناممکن تھا اب حاصل کیا جا سکتا ہے۔ اہم عملوں میں سے ایک جوہری حرکت ہے، اور جوہری حرکت کے مشاہدے نے بنیادی عمل جیسے مالیکیولر وائبریشن، مالیکیولر ڈسوسی ایشن اور فوٹوسنتھیٹک پروٹینز میں توانائی کی منتقلی کی سائنسی تفہیم کو بہتر بنایا ہے۔

بایو امیجنگ
چوٹی کی طاقت والے الٹرا فاسٹ لیزرز نان لائنر عمل کی حمایت کرتے ہیں اور حیاتیاتی امیجنگ کے لیے ریزولوشن کو بہتر بناتے ہیں، جیسے ملٹی فوٹون مائیکروسکوپی۔ ایک ملٹی فوٹون سسٹم میں، حیاتیاتی میڈیم یا فلوروسینٹ ہدف سے نان لائنر سگنل پیدا کرنے کے لیے، دو فوٹون کو جگہ اور وقت میں اوورلیپ کرنا چاہیے۔ یہ نان لائنر میکانزم بیک گراؤنڈ فلوروسینس سگنلز کو نمایاں طور پر کم کرکے امیجنگ ریزولوشن کو بہتر بناتا ہے جو سنگل فوٹوون کے عمل کے مطالعہ کو متاثر کرتے ہیں۔ آسان سگنل کا پس منظر دکھایا گیا ہے۔ ملٹی فوٹون مائیکروسکوپ کا چھوٹا اتیجیت علاقہ فوٹوٹوکسائٹی کو بھی روکتا ہے اور نمونے کو پہنچنے والے نقصان کو کم کرتا ہے۔

شکل 1: ملٹی فوٹون خوردبین کے تجربے میں شہتیر کے راستے کا مثالی خاکہ

لیزر مواد پروسیسنگ
الٹرا فاسٹ لیزر ذرائع نے بھی لیزر مائیکرو مشیننگ اور میٹریل پروسیسنگ میں انقلاب برپا کر دیا ہے جس کی وجہ سے الٹرا شارٹ دالیں مواد کے ساتھ تعامل کرتی ہیں۔ جیسا کہ پہلے ذکر کیا گیا ہے، LDT پر بحث کرتے وقت، الٹرا فاسٹ نبض کا دورانیہ مواد کی جالی میں گرمی کے پھیلاؤ کے وقت کے پیمانے سے زیادہ تیز ہوتا ہے۔ الٹرا فاسٹ لیزرز گرمی سے متاثرہ زون کی نسبت بہت چھوٹا پیدا کرتے ہیں۔نینو سیکنڈ پلسڈ لیزرز، جس کے نتیجے میں چیرا کم نقصانات اور زیادہ درست مشینی ہوتی ہے۔ یہ اصول طبی ایپلی کیشنز پر بھی لاگو ہوتا ہے، جہاں الٹرافارٹ لیزر کٹنگ کی بڑھتی ہوئی درستگی ارد گرد کے بافتوں کو پہنچنے والے نقصان کو کم کرنے میں مدد دیتی ہے اور لیزر سرجری کے دوران مریض کے تجربے کو بہتر بناتی ہے۔

اٹوسیکنڈ دالیں: الٹرا فاسٹ لیزرز کا مستقبل
چونکہ تحقیق الٹرا فاسٹ لیزرز کو آگے بڑھا رہی ہے، نبض کے کم دورانیے والے نئے اور بہتر روشنی کے ذرائع تیار کیے جا رہے ہیں۔ تیز جسمانی عمل کے بارے میں بصیرت حاصل کرنے کے لیے، بہت سے محققین اٹوسیکنڈ دالوں کی نسل پر توجہ مرکوز کر رہے ہیں - انتہائی الٹرا وایلیٹ (XUV) طول موج کی حد میں تقریباً 10-18 سیکنڈ۔ Attosecond دالیں الیکٹران کی حرکت کو ٹریک کرنے کی اجازت دیتی ہیں اور الیکٹرانک ڈھانچے اور کوانٹم میکانکس کے بارے میں ہماری سمجھ کو بہتر بناتی ہیں۔ اگرچہ XUV attosecond lasers کے صنعتی عمل میں انضمام نے ابھی تک اہم پیش رفت نہیں کی ہے، لیکن اس شعبے میں جاری تحقیق اور پیشرفت تقریباً یقینی طور پر اس ٹیکنالوجی کو لیب سے باہر اور مینوفیکچرنگ کی طرف دھکیل دے گی، جیسا کہ فیمٹوسیکنڈ اور picosecond کا معاملہ رہا ہے۔لیزر ذرائع.