کیا ہے aتنگ لائن وڈتھ لیزر?
تنگ لائن وِڈتھ لیزر، اصطلاح "لائن کی چوڑائی" سے مراد اسپیکٹرل لائن کی چوڑائی ہےلیزرفریکوئنسی ڈومین میں، جو عام طور پر سپیکٹرم (FWHM) کی نصف چوٹی کی پوری چوڑائی کے لحاظ سے مقدار میں طے کی جاتی ہے۔ لائن وِڈتھ بنیادی طور پر پرجوش ایٹموں یا آئنوں کی بے ساختہ تابکاری، فیز شور، گونجنے والے کی مکینیکل کمپن، درجہ حرارت کے جھٹکے اور دیگر بیرونی عوامل سے متاثر ہوتی ہے۔ لائن کی چوڑائی کی قدر جتنی کم ہوگی، طیف کی پاکیزگی اتنی ہی زیادہ ہوگی، یعنی لیزر کی یک رنگی بہتر ہوگی۔ ایسی خصوصیات والے لیزرز میں عام طور پر بہت کم مرحلہ یا فریکوئنسی شور ہوتا ہے اور نسبتاً کم شدت والا شور ہوتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، لیزر کی لکیری چوڑائی کی قدر جتنی چھوٹی ہوگی، متعلقہ ہم آہنگی اتنی ہی مضبوط ہوگی، جو کہ ایک انتہائی طویل ہم آہنگی کی لمبائی کے طور پر ظاہر ہوتی ہے۔
تنگ لائن وڈتھ لیزر کی وصولی اور اطلاق
لیزر کے کام کرنے والے مادے کی موروثی گین لائن وڈتھ سے محدود، روایتی آسکیلیٹر پر ہی انحصار کرتے ہوئے تنگ لائن وڈتھ لیزر کے آؤٹ پٹ کو براہ راست محسوس کرنا تقریباً ناممکن ہے۔ تنگ لائن وڈتھ لیزر کے آپریشن کو محسوس کرنے کے لیے، عام طور پر گین اسپیکٹرم میں طول البلد ماڈیولس کو محدود کرنے یا منتخب کرنے کے لیے فلٹرز، گریٹنگ اور دیگر آلات کا استعمال ضروری ہوتا ہے، طول البلد طریقوں کے درمیان خالص نفع کے فرق کو بڑھانا، تاکہ لیزر ریزونیٹر میں چند یا صرف ایک طول البلد موڈ دولن ہوں۔ اس عمل میں، لیزر آؤٹ پٹ پر شور کے اثر کو کنٹرول کرنے اور بیرونی ماحول کے کمپن اور درجہ حرارت کی تبدیلیوں کی وجہ سے ہونے والی اسپیکٹرل لائنوں کی وسعت کو کم کرنے کے لیے اکثر ضروری ہوتا ہے۔ ایک ہی وقت میں، اسے شور کے ماخذ کو سمجھنے اور لیزر کے ڈیزائن کو بہتر بنانے کے لیے فیز یا فریکوئنسی شور سپیکٹرل کثافت کے تجزیہ کے ساتھ بھی ملایا جا سکتا ہے، تاکہ تنگ لائن وڈتھ لیزر کی مستحکم پیداوار حاصل کی جا سکے۔
آئیے لیزرز کی کئی مختلف اقسام کے تنگ لائن وڈتھ آپریشن کے احساس پر ایک نظر ڈالتے ہیں۔
سیمی کنڈکٹر لیزرز میں کمپیکٹ سائز، اعلی کارکردگی، لمبی زندگی اور اقتصادی فوائد کے فوائد ہیں۔
Fabry-Perot (FP) آپٹیکل ریزونیٹر روایتی میں استعمال ہوتا ہے۔سیمی کنڈکٹر لیزرزعام طور پر کثیر طول البلد موڈ میں گھومتا ہے، اور آؤٹ پٹ لائن کی چوڑائی نسبتاً چوڑی ہوتی ہے، لہذا تنگ لائن چوڑائی کا آؤٹ پٹ حاصل کرنے کے لیے آپٹیکل فیڈ بیک کو بڑھانا ضروری ہے۔
ڈسٹری بیوٹڈ فیڈ بیک (DFB لیزر) اور ڈسٹری بیوٹڈ بریگ ریفلیکشن (DBR) دو مخصوص اندرونی آپٹیکل فیڈ بیک سیمی کنڈکٹر لیزر ہیں۔ چھوٹی گریٹنگ پچ اور اچھی طول موج کے انتخاب کی وجہ سے، مستحکم سنگل فریکوئنسی تنگ لائن وڈتھ آؤٹ پٹ حاصل کرنا آسان ہے۔ دونوں ڈھانچوں کے درمیان بنیادی فرق گریٹنگ کی پوزیشن ہے: ڈی ایف بی لیزر ڈھانچہ عام طور پر ریزونیٹر میں بریگ گریٹنگ کے متواتر ڈھانچے کو تقسیم کرتا ہے، اور ڈی بی آر کا گونج عام طور پر ریفلیکشن گریٹنگ ڈھانچہ اور اختتامی سطح میں ضم ہونے والے گین ریجن پر مشتمل ہوتا ہے۔ اس کے علاوہ، ڈی ایف بی لیزر کم ریفریکٹیو انڈیکس کنٹراسٹ اور کم عکاسی کے ساتھ ایمبیڈڈ گریٹنگز کا استعمال کرتے ہیں۔ ڈی بی آر لیزرز اعلی اضطراری انڈیکس کنٹراسٹ اور اعلی عکاسی کے ساتھ سطح کی گریٹنگ کا استعمال کرتے ہیں۔ دونوں ڈھانچے میں ایک بڑی فری اسپیکٹرل رینج ہے اور یہ چند نینو میٹر کی حد میں موڈ جمپ کے بغیر طول موج کی ٹیوننگ انجام دے سکتے ہیں، جہاں ڈی بی آر لیزر کی ٹیوننگ کی حد وسیع تر ہوتی ہے۔ڈی ایف بی لیزر. اس کے علاوہ، بیرونی کیوٹی آپٹیکل فیڈ بیک ٹیکنالوجی، جو سیمی کنڈکٹر لیزر چپ کی آؤٹ گوئنگ لائٹ کو فیڈ بیک کرنے اور فریکوئنسی کو منتخب کرنے کے لیے بیرونی آپٹیکل عناصر کا استعمال کرتی ہے، سیمی کنڈکٹر لیزر کے تنگ لائن وڈتھ آپریشن کو بھی محسوس کر سکتی ہے۔
(2) فائبر لیزرز
فائبر لیزرز میں پمپ کی تبدیلی کی اعلی کارکردگی، اچھی بیم کوالٹی اور اعلی جوڑے کی کارکردگی ہوتی ہے، جو لیزر فیلڈ میں تحقیقی موضوع ہیں۔ معلوماتی دور کے تناظر میں، فائبر لیزر مارکیٹ میں موجودہ آپٹیکل فائبر کمیونیکیشن سسٹم کے ساتھ اچھی مطابقت رکھتے ہیں۔ تنگ لائن کی چوڑائی، کم شور اور اچھی ہم آہنگی کے فوائد کے ساتھ سنگل فریکوئنسی فائبر لیزر اس کی ترقی کی اہم سمتوں میں سے ایک بن گیا ہے۔
سنگل طول بلد موڈ آپریشن تنگ لائن چوڑائی پیداوار حاصل کرنے کے لئے فائبر لیزر کا بنیادی ہے، عام طور پر سنگل فریکوئنسی فائبر لیزر کی گونج کی ساخت کے مطابق DFB قسم، DBR قسم اور انگوٹی کی قسم میں تقسیم کیا جا سکتا ہے. ان میں، ڈی ایف بی لیزر اور ڈی بی آر سنگل فریکوئنسی فائبر لیزرز کے کام کرنے والے اصول ڈی ایف بی اور ڈی بی آر سیمی کنڈکٹر لیزرز کی طرح ہیں۔
1960 میں، دنیا کا پہلا روبی لیزر ایک ٹھوس ریاست کا لیزر تھا، جس کی خصوصیت ایک اعلی پیداواری توانائی اور وسیع طول موج کی کوریج تھی۔ سالڈ سٹیٹ لیزر کا منفرد مقامی ڈھانچہ اسے تنگ لائن وڈتھ آؤٹ پٹ کے ڈیزائن میں زیادہ لچکدار بناتا ہے۔ اس وقت نافذ کیے گئے اہم طریقوں میں شارٹ کیویٹی میتھڈ، ون وے رِنگ کیویٹی میتھڈ، انٹرا کیویٹی اسٹینڈرڈ میتھڈ، ٹورشن پینڈولم موڈ کیویٹی میتھڈ، والیوم بریگ گرٹنگ میتھڈ اور سیڈ انجیکشن میتھڈ شامل ہیں۔
پوسٹ ٹائم: جون-03-2025