لیزر بارز کے ڈھانچے کی نقاب کشائی: ہائی پاور لیزرز کے پیچھے "مائیکرو ارے انجن"

ہائی پاور لیزرز کے میدان میں، لیزر بارز ناگزیر بنیادی اجزاء ہیں۔ وہ نہ صرف توانائی کی پیداوار کی بنیادی اکائیوں کے طور پر کام کرتے ہیں بلکہ یہ جدید آپٹو الیکٹرانک انجینئرنگ کی درستگی اور انضمام کو بھی مجسم بناتے ہیں۔-انہیں عرفیت حاصل کرنا: لیزر سسٹمز کا "انجن"۔ لیکن لیزر بار کی ساخت بالکل کیا ہے، اور یہ صرف چند ملی میٹر سائز سے دسیوں یا سینکڑوں واٹ آؤٹ پٹ کیسے فراہم کرتا ہے؟ یہ مضمون لیزر سلاخوں کے پیچھے اندرونی فن تعمیر اور انجینئرنگ کے رازوں کو تلاش کرتا ہے۔

1. لیزر بار کیا ہے؟

ایک لیزر بار ایک اعلی طاقت کا اخراج کرنے والا آلہ ہے جو ایک سے زیادہ لیزر ڈائیوڈ چپس پر مشتمل ہوتا ہے جو بعد میں ایک ہی سبسٹریٹ پر ترتیب دیا جاتا ہے۔ جبکہ اس کا کام کرنے والا اصول سنگل سیمی کنڈکٹر لیزر سے ملتا جلتا ہے، لیزر بار زیادہ آپٹیکل پاور اور زیادہ کمپیکٹ فارم فیکٹر حاصل کرنے کے لیے ملٹی ایمیٹر لے آؤٹ کا استعمال کرتا ہے۔

لیزر بار بڑے پیمانے پر صنعتی، طبی، سائنسی اور دفاعی شعبوں میں استعمال ہوتے ہیں، یا تو براہ راست لیزر ذرائع کے طور پر یا فائبر لیزرز اور سالڈ سٹیٹ لیزرز کے لیے پمپ کے ذرائع کے طور پر۔

2. لیزر بار کی ساختی ترکیب

لیزر بار کی اندرونی ساخت براہ راست اس کی کارکردگی کا تعین کرتی ہے۔ یہ بنیادی طور پر درج ذیل بنیادی اجزاء پر مشتمل ہے:

①Emitters سرنی

لیزر سلاخیں عام طور پر 10 سے 100 ایمیٹرز (لیزر کیویٹیز) پر مشتمل ہوتی ہیں جو ساتھ ساتھ ترتیب دی جاتی ہیں۔ ہر ایمیٹر تقریباً 50 ہے۔-150μm چوڑا ہے اور لیزر لائٹ پیدا کرنے اور خارج کرنے کے لیے PN جنکشن، ریزوننٹ کیویٹی، اور ویو گائیڈ ڈھانچہ کی خاصیت کے ساتھ ایک آزاد فائدہ والے علاقے کے طور پر کام کرتا ہے۔ جب کہ تمام ایمیٹرز ایک ہی سبسٹریٹ کا اشتراک کرتے ہیں، وہ عام طور پر متوازی یا زون کے ذریعے برقی طور پر چلائے جاتے ہیں۔

②سیمی کنڈکٹر پرت کا ڈھانچہ

لیزر بار کے مرکز میں سیمی کنڈکٹر تہوں کا ایک ڈھیر ہے، بشمول:

- P-type اور N-type epitaxial تہوں (PN جنکشن کی تشکیل)

- ایکٹو پرت (مثلاً، کوانٹم ویل کی ساخت)، جو محرک اخراج پیدا کرتی ہے۔

- ویو گائیڈ پرت، پس منظر اور عمودی سمتوں میں موڈ کنٹرول کو یقینی بنانا

- بریگ ریفلیکٹرز یا HR/AR کوٹنگز، جو لیزر کے دشاتمک آؤٹ پٹ کو بڑھاتے ہیں۔

③سبسٹریٹ اور تھرمل مینجمنٹ کا ڈھانچہ

ایمیٹرز کو یک سنگی سیمی کنڈکٹر سبسٹریٹ (عام طور پر GaAs) پر اگایا جاتا ہے۔ موثر گرمی کی کھپت کے لیے، لیزر بار کو ہائی کنڈکٹیویٹی سب ماؤنٹس جیسے کاپر، ڈبلیو-کیو الائے، یا سی وی ڈی ڈائمنڈ پر سولڈر کیا جاتا ہے، اور ہیٹ سنکس اور فعال کولنگ سسٹم کے ساتھ جوڑا بنایا جاتا ہے۔

④اخراج کی سطح اور کولیمیشن سسٹم

خارج ہونے والے شہتیروں کے بڑے انحراف کے زاویوں کی وجہ سے، لیزر سلاخیں عام طور پر مائیکرو لینس کی صفوں (FAC/SAC) سے لیس ہوتی ہیں جو کہ کولیمیشن اور بیم کی شکل دینے کے لیے ہوتی ہیں۔ کچھ ایپلی کیشنز کے لیے، اضافی آپٹکس-جیسے بیلناکار لینس یا پرزم-دور فیلڈ ڈائیورژن اور بیم کے معیار کو کنٹرول کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

3. کارکردگی کو متاثر کرنے والے کلیدی ساختی عوامل

لیزر بار کی ساخت اس کے استحکام، کارکردگی، اور سروس کی زندگی کا تعین کرنے میں ایک اہم کردار ادا کرتی ہے۔ کئی اہم پہلوؤں میں شامل ہیں:

①تھرمل مینجمنٹ ڈیزائن

لیزر سلاخوں میں اعلی طاقت کی کثافت اور مرتکز حرارت شامل ہے۔ کم تھرمل مزاحمت ضروری ہے، جسے AuSn سولڈرنگ یا انڈیم بانڈنگ کے ذریعے حاصل کیا جاتا ہے، یکساں گرمی کی کھپت کے لیے مائکرو چینل کولنگ کے ساتھ مل کر۔

②بیم کی تشکیل اور سیدھ

متعدد ایمیٹرز اکثر ناقص ہم آہنگی اور ویو فرنٹ کی غلط ترتیب کا شکار ہوتے ہیں۔ عینک کے عینک کا ڈیزائن اور صف بندی دور فیلڈ بیم کے معیار کو بہتر بنانے کے لیے اہم ہیں۔

③کشیدگی کنٹرول اور وشوسنییتا

تھرمل ایکسپینشن گتانکوں میں مادّہ کی عدم مماثلت وارپنگ یا مائیکرو کریکس کا باعث بن سکتی ہے۔ پیکیجنگ کو مکینیکل تناؤ کو یکساں طور پر تقسیم کرنے اور بغیر کسی کمی کے تھرمل سائیکلنگ کو برداشت کرنے کے لیے ڈیزائن کیا جانا چاہیے۔

4. لیزر بار ڈیزائن میں مستقبل کے رجحانات

جیسا کہ اعلی طاقت، چھوٹے سائز، اور زیادہ وشوسنییتا کی مانگ بڑھتی ہے، لیزر بار کے ڈھانچے تیار ہوتے رہتے ہیں۔ کلیدی ترقی کی سمتوں میں شامل ہیں:

①طول موج کی توسیع: 1.5 میں توسیعμm اور درمیانی اورکت بینڈ

②مائنیچرائزیشن: کمپیکٹ ڈیوائسز اور انتہائی مربوط ماڈیولز میں استعمال کو قابل بنانا

③اسمارٹ پیکیجنگ: درجہ حرارت کے سینسر اور اسٹیٹس فیڈ بیک سسٹم کو شامل کرنا

④ہائی ڈینسٹی اسٹیکنگ: ایک کمپیکٹ فوٹ پرنٹ میں کلو واٹ لیول آؤٹ پٹ حاصل کرنے کے لیے پرتوں والی صفیں

5. نتیجہ

کے طور پر"دل"ہائی پاور لیزر سسٹمز میں، لیزر بارز کا ساختی ڈیزائن مجموعی نظام کی آپٹیکل، برقی اور تھرمل کارکردگی کو براہ راست متاثر کرتا ہے۔ محض ملی میٹر چوڑے ڈھانچے میں درجنوں ایمیٹرز کو ضم کرنا نہ صرف جدید مواد اور من گھڑت تکنیک کو ظاہر کرتا ہے بلکہ آج کے دور میں انضمام کی اعلیٰ سطح کی بھی نمائندگی کرتا ہے۔'فوٹوونکس انڈسٹری۔

آگے دیکھتے ہوئے، جیسا کہ موثر، قابل اعتماد لیزر ذرائع کی مانگ میں مسلسل اضافہ ہوتا جا رہا ہے، لیزر بار کے ڈھانچے میں اختراعات لیزر صنعت کو نئی بلندیوں تک لے جانے میں کلیدی محرک رہیں گی۔

اگر آپ'لیزر بار پیکیجنگ، تھرمل مینجمنٹ، یا پروڈکٹ کے انتخاب میں ماہر معاونت کی تلاش میں ہیں، بلا جھجھک ہم سے رابطہ کریں۔ ہم'آپ کی مخصوص درخواست کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے موزوں حل فراہم کرنے کے لیے یہاں ہیں۔