لیزر کے کام کرنے کا بنیادی اصول

لیزر کا بنیادی کام کرنے والا اصول (لائٹ ایمپلیفیکیشن بذریعہ تابکاری کے محرک اخراج) روشنی کے محرک اخراج کے رجحان پر مبنی ہے۔ عین مطابق ڈیزائن اور ڈھانچے کی ایک سیریز کے ذریعے، لیزرز اعلی ہم آہنگی، یک رنگی، اور چمک کے ساتھ بیم تیار کرتے ہیں۔ لیزر جدید ٹیکنالوجی میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں، بشمول مواصلات، ادویات، مینوفیکچرنگ، پیمائش، اور سائنسی تحقیق جیسے شعبوں میں۔ ان کی اعلی کارکردگی اور درست کنٹرول کی خصوصیات انہیں بہت سی ٹیکنالوجیز کا بنیادی جزو بناتی ہیں۔ ذیل میں لیزرز کے کام کرنے کے اصولوں اور مختلف قسم کے لیزرز کے طریقہ کار کی تفصیلی وضاحت ہے۔

1. محرک اخراج

محرک اخراجلیزر جنریشن کے پیچھے بنیادی اصول ہے، جو پہلی بار آئن سٹائن نے 1917 میں تجویز کیا تھا۔ یہ رجحان بتاتا ہے کہ روشنی اور پرجوش حالت کے مادے کے درمیان تعامل کے ذریعے مزید مربوط فوٹون کیسے پیدا ہوتے ہیں۔ محرک اخراج کو بہتر طور پر سمجھنے کے لیے، آئیے خود بخود اخراج کے ساتھ شروع کریں:

بے ساختہ اخراج: ایٹموں، مالیکیولز، یا دیگر خوردبینی ذرات میں، الیکٹران بیرونی توانائی (جیسے برقی یا نظری توانائی) کو جذب کر سکتے ہیں اور اعلیٰ توانائی کی سطح پر منتقل ہو سکتے ہیں، جسے پرجوش حالت کہا جاتا ہے۔ تاہم، پرجوش ریاست کے الیکٹران غیر مستحکم ہوتے ہیں اور بالآخر ایک مختصر مدت کے بعد کم توانائی کی سطح پر واپس آجائیں گے، جسے زمینی حالت کہا جاتا ہے۔ اس عمل کے دوران، الیکٹران ایک فوٹون جاری کرتا ہے، جو بے ساختہ اخراج ہے۔ اس طرح کے فوٹون تعدد، مرحلے اور سمت کے لحاظ سے بے ترتیب ہوتے ہیں اور اس طرح ہم آہنگی کی کمی ہوتی ہے۔

محرک اخراج: محرک اخراج کی کلید یہ ہے کہ جب ایک پرجوش سٹیٹ الیکٹران کا سامنا ایک فوٹوون سے ہوتا ہے جس میں اس کی منتقلی توانائی سے مماثل توانائی ہوتی ہے، تو فوٹون ایک نیا فوٹوون جاری کرتے ہوئے الیکٹران کو زمینی حالت میں واپس آنے کا اشارہ کر سکتا ہے۔ نیا فوٹون فریکوئنسی، مرحلے، اور پھیلاؤ کی سمت کے لحاظ سے اصل فوٹون سے مماثل ہے، جس کے نتیجے میں مربوط روشنی ہوتی ہے۔ یہ رجحان نمایاں طور پر فوٹون کی تعداد اور توانائی کو بڑھاتا ہے اور یہ لیزرز کا بنیادی طریقہ کار ہے۔

حوصلہ افزائی کے اخراج کے مثبت تاثرات کا اثر: لیزرز کے ڈیزائن میں، محرک اخراج کے عمل کو کئی بار دہرایا جاتا ہے، اور یہ مثبت تاثرات فوٹان کی تعداد کو تیزی سے بڑھا سکتے ہیں۔ گونجنے والی گہا کی مدد سے، فوٹون کی ہم آہنگی برقرار رہتی ہے، اور روشنی کی شعاع کی شدت میں مسلسل اضافہ ہوتا ہے۔

2. میڈیم حاصل کریں۔

دیمیڈیم حاصل کریںلیزر میں بنیادی مواد ہے جو فوٹان کی افزائش اور لیزر آؤٹ پٹ کا تعین کرتا ہے۔ یہ محرک اخراج کی جسمانی بنیاد ہے، اور اس کی خصوصیات لیزر کی تعدد، طول موج، اور آؤٹ پٹ پاور کا تعین کرتی ہیں۔ گین میڈیم کی قسم اور خصوصیات لیزر کے اطلاق اور کارکردگی کو براہ راست متاثر کرتی ہیں۔

حوصلہ افزائی کا طریقہ کار: گین میڈیم میں الیکٹرانوں کو بیرونی توانائی کے ذریعہ سے زیادہ توانائی کی سطح پر پرجوش ہونے کی ضرورت ہے۔ یہ عمل عام طور پر بیرونی توانائی کی فراہمی کے نظام کے ذریعے حاصل کیا جاتا ہے۔ عام حوصلہ افزائی کے طریقہ کار میں شامل ہیں:

الیکٹریکل پمپنگ: برقی کرنٹ لگا کر گین میڈیم میں الیکٹرانوں کو پرجوش کرنا۔

آپٹیکل پمپنگ: روشنی کے منبع (جیسے فلیش لیمپ یا کوئی اور لیزر) کے ساتھ میڈیم کو پرجوش کرنا۔

توانائی کی سطح کا نظام: گین میڈیم میں الیکٹران عام طور پر مخصوص توانائی کی سطحوں میں تقسیم ہوتے ہیں۔ سب سے زیادہ عام ہیںدو سطحی نظاماورچار سطحی نظام. ایک سادہ دو سطحی نظام میں، الیکٹران زمینی حالت سے پرجوش حالت میں منتقل ہوتے ہیں اور پھر محرک اخراج کے ذریعے زمینی حالت میں واپس آجاتے ہیں۔ چار سطحی نظام میں، الیکٹران توانائی کی مختلف سطحوں کے درمیان زیادہ پیچیدہ منتقلی سے گزرتے ہیں، جس کے نتیجے میں اکثر اعلی کارکردگی ہوتی ہے۔

گین میڈیا کی اقسام:

گیس گین میڈیم: مثال کے طور پر، ہیلیم نیین (He-Ne) لیزرز۔ گیس حاصل کرنے والا میڈیا اپنی مستحکم پیداوار اور مقررہ طول موج کے لیے جانا جاتا ہے، اور بڑے پیمانے پر لیبارٹریوں میں معیاری روشنی کے ذرائع کے طور پر استعمال ہوتے ہیں۔

مائع حاصل کرنے والا میڈیم: مثال کے طور پر، ڈائی لیزرز۔ ڈائی مالیکیولز میں مختلف طول موجوں میں اچھی حوصلہ افزائی کی خصوصیات ہوتی ہیں، جو انہیں ٹیون ایبل لیزرز کے لیے مثالی بناتے ہیں۔

سالڈ گین میڈیم: مثال کے طور پر، Nd(neodymium-doped yttrium aluminium garnet) لیزرز۔ یہ لیزر انتہائی موثر اور طاقتور ہیں، اور بڑے پیمانے پر صنعتی کاٹنے، ویلڈنگ اور طبی ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتے ہیں۔

سیمی کنڈکٹر گین میڈیم: مثال کے طور پر، گیلیم آرسنائیڈ (GaAs) مواد وسیع پیمانے پر مواصلات اور آپٹو الیکٹرانک آلات جیسے لیزر ڈائیوڈز میں استعمال ہوتے ہیں۔

3. گونجنے والا گہا

دیگونجنے والا گہافیڈ بیک اور ایمپلیفیکیشن کے لیے استعمال ہونے والے لیزر میں ساختی جزو ہے۔ اس کا بنیادی کام محرک اخراج کے ذریعے پیدا ہونے والے فوٹون کی تعداد کو گہا کے اندر منعکس اور بڑھا کر بڑھانا ہے، اس طرح ایک مضبوط اور مرکوز لیزر آؤٹ پٹ پیدا ہوتا ہے۔

گونجنے والے گہا کی ساخت: یہ عام طور پر دو متوازی آئینے پر مشتمل ہوتا ہے۔ ایک مکمل طور پر عکاس آئینہ ہے، جسے کے نام سے جانا جاتا ہے۔پیچھے کا آئینہ، اور دوسرا جزوی طور پر عکاس آئینہ ہے، جسے کے نام سے جانا جاتا ہے۔آؤٹ پٹ آئینہ. فوٹون گہا کے اندر آگے پیچھے کی عکاسی کرتے ہیں اور گین میڈیم کے ساتھ تعامل کے ذریعے بڑھ جاتے ہیں۔

گونج کی حالت: گونجنے والے گہا کے ڈیزائن کو کچھ شرائط کو پورا کرنا چاہیے، جیسے اس بات کو یقینی بنانا کہ فوٹون گہا کے اندر کھڑی لہریں بنائیں۔ اس کے لیے گہا کی لمبائی لیزر طول موج کے متعدد ہونے کی ضرورت ہے۔ صرف روشنی کی لہریں جو ان شرائط کو پورا کرتی ہیں، گہا کے اندر مؤثر طریقے سے بڑھا سکتی ہیں۔

آؤٹ پٹ بیم: جزوی طور پر عکاس آئینہ ایمپلیفائیڈ لائٹ بیم کے ایک حصے کو گزرنے دیتا ہے، جس سے لیزر کی آؤٹ پٹ بیم بنتی ہے۔ اس شہتیر میں اعلی سمتیت، ہم آہنگی اور یک رنگی ہے۔.

اگر آپ مزید جاننا چاہتے ہیں یا لیزر میں دلچسپی رکھتے ہیں، تو براہ کرم ہم سے بلا جھجھک رابطہ کریں:

Lumispot

پتہ: بلڈنگ 4#، نمبر 99 فرونگ تھرڈ روڈ، ژیشان ضلع۔ ووشی، 214000، چین

ٹیلی فون: +86-0510 87381808۔

موبائل: +86-15072320922

Email: sales@lumispot.cn

ویب سائٹ: www.lumispot-tech.com