لیزر ٹیکنالوجی تمام پہلوؤں سے لوگوں کی زندگیوں میں داخل ہوئی ہے، لیکن لیزر جنریٹر کی بہت سی قسمیں ہیں، جن میں سے ہر ایک کی طول موج اور مختلف خصوصیات ہیں، اس لیے اطلاق کے شعبے بھی مختلف ہیں۔ مجھے یقین ہے کہ زیادہ تر لوگ پیچیدہ قسم کے لیزر جنریٹرز کے سامنے سر میں درد محسوس کرتے ہیں۔ لہذا، یہ مضمون ایک ایک کرکے مختلف قسم کے لیزر جنریٹرز کی خصوصیات اور عملی اطلاقات کا خلاصہ اور وضاحت کرتا ہے۔
مختلف ورکنگ میڈیا کے مطابق، لیزر جنریٹرز کو 6 اقسام میں تقسیم کیا گیا ہے: سالڈ سٹیٹ، گیس، ڈائی، ڈائیوڈ، فائبر اور فری الیکٹران لیزر جنریٹرز۔ ان میں، ٹھوس ریاست اور گیس لیزرز کی بہت سی ذیلی تقسیمیں ہیں۔ مفت الیکٹران لیزرز کے علاوہ، مختلف لیزرز کے کام کرنے کے بنیادی اصول یکساں ہیں، بشمول پمپ سورس، آپٹیکل ریزونیٹر اور گین میڈیم۔
سالڈ اسٹیٹ لیزر جنریٹر
سالڈ سٹیٹ لیزر جنریٹرز میں، روشنی کو عام طور پر پمپ کے ذریعہ کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، اور کرسٹل یا شیشہ جو روشنی پیدا کر سکتا ہے اسے ورکنگ میٹریل کہا جاتا ہے۔ مواد ایک میٹرکس اور ایک فعال آئن پر مشتمل ہے۔ میٹرکس مواد ایکٹیویٹڈ آئن کے لیے موزوں وجود اور کام کرنے کا ماحول فراہم کرتا ہے، اور چالو آئن لیزر جنریشن کے عمل کو مکمل کرتا ہے۔ عام طور پر استعمال ہونے والے ایکٹو آئن بنیادی طور پر ٹرانزیشن میٹل آئن ہیں، جیسے کرومیم، کوبالٹ، نکل اور دیگر آئنز اور نایاب ارتھ میٹل آئن، جیسے نیوڈیمیم آئنز۔ ڈائی الیکٹرک فلموں کے ساتھ لیپت آئینے کو ریزونیٹر آئینے کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، جن میں سے ایک مکمل آئینہ ہے اور دوسرا آدھا آئینہ ہے۔ مختلف متحرک آئنوں، مختلف میٹرکس مواد اور روشنی کے جوش کے مختلف طول موجوں کا استعمال کرتے وقت، مختلف طول موج کے مختلف لیزر خارج ہوں گے۔
روبی لیزر جنریٹر کے ذریعہ لیزر ویو لینتھ آؤٹ پٹ 694.3nm ہے، اور فوٹو الیکٹرک تبادلوں کی شرح کم ہے، صرف 0.1%۔ تاہم، اس کی فلوروسینٹ زندگی لمبی ہے، جو توانائی کے ذخیرہ کرنے کے لیے موزوں ہے، اور یہ اعلیٰ نبض کی چوٹی کی طاقت کو آؤٹ پٹ کر سکتی ہے۔ پین کور کی موٹائی اور ایک لمبی انگلی کے ساتھ روبی راڈ سے تیار کردہ لیزر لوہے کی چادر میں آسانی سے گھس سکتا ہے۔ زیادہ موثر YAG لیزر سسٹم کے ظہور سے پہلے، روبی لیزر سسٹم بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے تھے۔ لیزر کاٹنے اور ڈرلنگ. اس کے علاوہ، 694nm روشنی میلانین کے ذریعے آسانی سے جذب ہو جاتی ہے، لہٰذا روغن والے گھاووں (جلد کے دھبوں) کے علاج میں روبی لیزر بھی استعمال کیے جاتے ہیں۔
اس کی کرسٹل خصوصیات کی وجہ سے، Ti:Sapphire لیزر جنریٹر میں ایک وسیع ٹیون ایبل رینج ہے (یعنی ٹیون ایبل طول موج کی حد)، اور ضرورت کے مطابق 660nm-1200nm کی طول موج کے ساتھ روشنی نکال سکتا ہے۔ فریکوئنسی ڈبلنگ ٹیکنالوجی کی پختگی کے ساتھ مل کر (جو روشنی کی فریکوئنسی کو دوگنا کر سکتی ہے، یعنی طول موج کو نصف کر سکتی ہے)، طول موج کی حد کو 330nm-600nm تک بڑھایا جا سکتا ہے۔ ٹائٹینیم سیفائر لیزر سسٹم فیمٹو 2nd سپیکٹروسکوپی، نان لائنر آپٹکس ریسرچ، سفید روشنی کی نسل، ٹیرا ہرٹز لہروں کی نسل وغیرہ میں استعمال ہوتے ہیں، اور طبی خوبصورتی میں بھی استعمال ہوتے ہیں۔
YAG ytrium ایلومینیم گارنیٹ کا مخفف ہے، جو اس وقت سب سے بہترین لیزر کرسٹل میٹرکس ہے۔ نیوڈیمیم (Nd) کے ساتھ ڈوپ ہونے کے بعد، یہ آؤٹ پٹ کر سکتا ہے۔ 1064nm روشنی، اور زیادہ سے زیادہ مسلسل آؤٹ پٹ پاور 1000w تک پہنچ سکتی ہے۔ ابتدائی دنوں میں، ایک غیر فعال گیس فلیش لیمپ کو پمپ کے ذریعہ کے طور پر استعمال کیا جاتا تھا، لیکن فلیش لیمپ پمپ کے طریقہ کار میں وسیع اسپیکٹرل رینج، گین میڈیم کے جذب اسپیکٹرم کے ساتھ ناقص اتفاق، اور ایک بڑا تھرمل بوجھ، جس کے نتیجے میں فوٹو الیکٹرک تبادلوں کی شرح کم ہوتی ہے۔ لہذا اب ایل ڈی (لیزر ڈائیوڈ) پمپنگ کا استعمال کرتے ہوئے، اعلی کارکردگی، اعلی طاقت، اور طویل زندگی حاصل کی جا سکتی ہے. Nd: YAG لیزر جنریٹر ہیمنگیوماس کے علاج میں استعمال کیے جا سکتے ہیں اور ٹیومر کی نشوونما کو روک سکتے ہیں۔ تاہم، ٹشو کو تھرمل نقصان غیر منتخب ہے. ٹیومر کی خون کی نالیوں کو جمانے کے دوران، اضافی توانائی ارد گرد کے عام بافتوں کو بھی نقصان پہنچائے گی، اور سرجری کے بعد نشانات کو چھوڑنا آسان ہے۔ لہذا، Nd:YAG لیزر زیادہ تر سرجری، گائناکالوجی، ENT، اور ڈرمیٹولوجی میں کم استعمال ہوتا ہے۔
Yb: YAG، Ytterbium (Yb) کو YAG میں ڈوپ کیا جاتا ہے، جو 1030nm کی روشنی نکال سکتا ہے۔ Yb:YAG کی پمپ طول موج 941nm ہے، جو آؤٹ پٹ ویو لینتھ کے بہت قریب ہے، جو 91.4% کی پمپ کوانٹم کارکردگی حاصل کر سکتی ہے، اور پمپ کے ذریعے پیدا ہونے والی حرارت کو اندر تک دبا دیا جاتا ہے۔ 10% (زیادہ تر ان پٹ انرجی کو آؤٹ پٹ انرجی میں تبدیل کیا جاتا ہے، جس کا ایک چھوٹا سا حصہ حرارت بن جاتا ہے، یعنی تبادلوں کی کارکردگی بہت زیادہ ہے)، جو کہ 25 فیصد ہے 30% Nd:YAG۔ Yb:YAG سب سے زیادہ پرکشش سالڈ اسٹیٹ لیزر میڈیا میں سے ایک بن گیا ہے، اور LD-پمپڈ ہائی پاور Yb:YAG سالڈ اسٹیٹ لیزر جنریٹر ایک نیا ریسرچ ہاٹ اسپاٹ بن گیا ہے، اور اسے ترقی پسند اعلی کارکردگی، ہائی پاور سالڈ اسٹیٹ لیزر جنریٹرز میں سے ایک اہم سمت سمجھا جاتا ہے۔
مندرجہ بالا دو کے علاوہ، YAG کو ہولمیم (Ho)، erbium (Er) وغیرہ کے ساتھ بھی ڈوپ کیا جا سکتا ہے۔ Ho:YAG آنکھوں کے لیے محفوظ 2097nm اور 2091nm لیزر تیار کرتا ہے، بنیادی طور پر آپٹیکل کمیونیکیشن، ریڈار اور میڈیکل ایپلی کیشنز کے لیے۔ Er:YAG 2.9 μm کی روشنی پیدا کرتا ہے، اور انسانی جسم میں اس طول موج کی اعلی جذب کی شرح ہے، جس میں لیزر سرجری اور عروقی سرجری کے لیے بہت زیادہ استعمال کی صلاحیت ہے۔
گیس لیزر جنریٹر
گیس لیزر جنریٹر لیزر سسٹم ہیں جو گیس کو حاصل کرنے والے میڈیم کے طور پر استعمال کرتے ہیں، عام طور پر گیس کے اخراج کو پمپ کرتے ہیں۔ گیسوں کی اقسام میں جوہری گیسیں (ہیلیئم نیین، نوبل گیس آئن، اور دھاتی بخارات)، سالماتی گیسیں (نائٹروجن اور کاربن ڈائی آکسائیڈ)، ایکسائمر گیسیں شامل ہیں، اور یہ کیمیائی رد عمل سے فراہم کی جاتی ہیں۔
HeNe لیزر جنریٹر (HeNe) 75% یا اس سے زیادہ He اور 15% یا اس سے کم Ne کا مرکب فائدہ کے ذریعہ استعمال کرتا ہے۔ کام کرنے والے ماحول پر منحصر ہے، یہ سبز (543.5nm)، پیلا (594.1nm)، نارنجی (612.0nm)، سرخ (632.8nm) اور 3 قسم کے قریب اورکت روشنی (1152nm، 1523nm اور 3391nm) کا اخراج کر سکتا ہے، جن میں سے عام طور پر استعمال ہونے والی 632.8nm روشنی (XNUMXnm) زیادہ ہوتی ہے۔ HeNe لیزر جنریٹر کے ذریعہ بیم آؤٹ پٹ میں گاوسی تقسیم ہے، اور بیم کا معیار بہت مستحکم ہے۔ اگرچہ طاقت زیادہ نہیں ہے، اس کی صحت سے متعلق پیمائش کے میدان میں اچھی کارکردگی ہے۔
عام نوبل گیس لیزر جنریٹر آرگن آئنز (Ar+) اور کرپٹن آئنز (Kr+) ہیں۔ اس کی توانائی کی تبدیلی کی شرح 0.6% تک پہنچ سکتی ہے، اور یہ طویل عرصے تک مسلسل اور مستحکم طور پر 30-50w کی پاور آؤٹ پٹ کر سکتی ہے، اور اس کی زندگی کا دورانیہ 1000h سے زیادہ ہے۔ بنیادی طور پر لیزر ڈسپلے، رامان سپیکٹروسکوپی، ہولوگرافی، نان لائنر آپٹکس اور دیگر تحقیقی شعبوں کے ساتھ ساتھ طبی تشخیص، پرنٹنگ رنگ علیحدگی، میٹرولوجی میٹریل پروسیسنگ اور انفارمیشن پروسیسنگ میں استعمال ہوتا ہے۔
دھاتی بخارات لیزر جنریٹر تانبے کے بخارات کو بطور مثال لیتے ہیں۔ تانبے کے بخارات کا لیزر جنریٹر بنیادی طور پر سبز روشنی (510.5nm) اور پیلی روشنی (578.2nm) نکالتا ہے، جو 100w کی اوسط طاقت اور 100kw کی چوٹی کی طاقت تک پہنچ سکتا ہے۔ اس کا بنیادی اطلاق کا علاقہ ڈائی لیزر جنریٹرز کا پمپ ذریعہ ہے۔ اس کے علاوہ اسے تیز رفتار فلیش فوٹو گرافی، بڑی اسکرین پروجیکشن ٹی وی اور میٹریل پروسیسنگ کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔
نائٹروجن مالیکیولر لیزر جنریٹر نائٹروجن کو گین میڈیم کے طور پر استعمال کرتا ہے، جو 337.1 nm، 357.7 nm اور 315.9 nm کی الٹرا وائلٹ روشنی خارج کر سکتا ہے، اور چوٹی کی طاقت 45kw تک پہنچ سکتی ہے۔ اسے آرگینک ڈائی لیزر جنریٹرز کے لیے پمپ لائٹ سورس کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے، اور یہ آاسوٹوپس کی لیزر علیحدگی، فلوروسینس تشخیص، الٹرا ہائی اسپیڈ فوٹو گرافی، آلودگی کا پتہ لگانے، طبی اور صحت کی دیکھ بھال، اور زرعی افزائش میں بھی بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔ چونکہ اس کی مختصر طول موج ایک چھوٹی سی جگہ حاصل کرنے کے لیے توجہ مرکوز کرنا آسان ہے، اس لیے اسے ذیلی مائکرون اجزاء پر کارروائی کرنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔
میں استعمال ہونے والا حاصل کرنے والا میڈیم CO2 لیزر جنریٹر کاربن ڈائی آکسائیڈ ہے جو ہیلیم اور نائٹروجن کے ساتھ ملا ہوا ہے، جو 9.6 μm اور 10.6 μm طول موج پر مرکوز دور اورکت روشنی کو آؤٹ پٹ کر سکتا ہے۔ جنریٹر میں توانائی کی تبدیلی کی شرح بہت زیادہ ہے، آؤٹ پٹ پاور کئی واٹ سے لے کر دسیوں ہزار واٹ تک ہو سکتی ہے، اور بیم کا انتہائی اعلی معیار CO2 لیزر جنریٹر بڑے پیمانے پر مواد کی پروسیسنگ، سائنسی تحقیق، قومی دفاع اور ادویات میں استعمال کیا جاتا ہے. آپ مختلف سے ملیں گے۔ CO2 لیزر کٹر اور لیزر کندہ کرنے والے آپ کی روزمرہ کی زندگی اور کاروبار میں لکڑی، MDF، پلائیووڈ، فیبرک، چمڑا، شیشہ، پلاسٹک، اور ایکریلک کندہ کاری اور کاٹنے کے لیے۔
Excimers غیر مستحکم مالیکیولز ہیں جو گونجنے والے میں مختلف نوبل گیسوں اور ہالوجن گیسوں کے مرکب سے بھرے ہوتے ہیں تاکہ مختلف طول موجوں کے لیزر تیار کیے جا سکیں۔ جوش عام طور پر رشتہ دار الیکٹران بیم (200 keV سے زیادہ توانائی) یا ٹرانسورس ریپڈ پلس ڈسچارج کے ذریعے حاصل کیا جاتا ہے۔ جب پرجوش ریاست کے غیر مستحکم مالیکیولر بانڈز کو توڑ کر زمینی ریاست کے ایٹموں میں الگ کر دیا جاتا ہے، تو پرجوش حالت کی توانائی لیزر تابکاری کی صورت میں خارج ہوتی ہے۔ یہ وسیع پیمانے پر طبی، آپٹیکل مواصلات، سیمی کنڈکٹر ڈسپلے، ریموٹ سینسنگ، لیزر ہتھیاروں اور دیگر شعبوں میں استعمال ہوتا ہے۔
کیمیکل لیزر جنریٹر ایک خاص قسم کا گیس لیزر سسٹم ہے جو کیمیکل ری ایکشن سے خارج ہونے والی توانائی کو پارٹیکل نمبر کے الٹ جانے کے لیے استعمال کرتا ہے۔ ان میں سے زیادہ تر مالیکیولر ٹرانزیشن موڈ میں کام کرتے ہیں، اور عام طول موج کی حد قریب اورکت سے درمیانی اورکت سپیکٹرل خطے میں ہوتی ہے۔ سب سے اہم ہیں ہائیڈروجن فلورائیڈ (HF) اور ڈیوٹیریم فلورائیڈ (DF) ڈیوائسز۔ سابقہ 15 اور 2.6 مائیکرون کے درمیان 3.3 سے زیادہ سپیکٹرل لائنیں نکال سکتا ہے۔ مؤخر الذکر میں 25 اور 3.5 مائکرون کے درمیان تقریباً 4.2 سپیکٹرل لائنیں ہیں۔ دونوں ڈیوائسز فی الحال ملٹی میگا واٹ آؤٹ پٹ کے قابل ہیں۔ اپنی بڑی توانائی کی وجہ سے، یہ عام طور پر جوہری انجینئرنگ اور فوجی شعبوں میں استعمال ہوتا ہے۔
ڈائی لیزر جنریٹر
ڈائی لیزر جنریٹر نامیاتی رنگ کو لیزر میڈیم کے طور پر استعمال کرتے ہیں، عام طور پر ایک مائع محلول۔ ڈائی لیزر جنریٹرز کو عام طور پر گیسیئس اور ٹھوس سٹیٹ لیزر میڈیا کے مقابلے طول موج کی وسیع رینج پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ان کی وسیع بینڈوتھ انہیں ٹیون ایبل اور پلس لیزر جنریٹرز کے لیے خاص طور پر موزوں بناتی ہے۔ تاہم، اس کی مختصر درمیانی زندگی اور محدود آؤٹ پٹ پاور کی وجہ سے، یہ بنیادی طور پر طول موج سے چلنے والے ٹھوس ریاست کے لیزرز جیسے ٹائٹینیم سیفائر سے تبدیل ہوتا ہے۔
ڈایڈڈ لیزر جنریٹر
ڈایڈڈ لیزر جنریٹر ایک لیزر سسٹم ہے جو سیمی کنڈکٹر مواد کو کام کرنے والے مادے کے طور پر استعمال کرتا ہے۔ حوصلہ افزائی کے 3 طریقے ہیں: الیکٹرک انجیکشن، الیکٹران بیم ایکسیٹیشن اور آپٹیکل پمپنگ۔ چھوٹے سائز، کم قیمت، اعلی کارکردگی، طویل سروس کی زندگی، کم بجلی کی کھپت، الیکٹرانک معلومات، لیزر پرنٹنگ، لیزر پوائنٹر، آپٹیکل مواصلات، لیزر ٹی وی، چھوٹے لیزر پروجیکٹر، الیکٹرانک معلومات، مربوط آپٹکس اور دیگر شعبوں میں استعمال کیا جا سکتا ہے.
فائبر لیزر جنریٹر
فائبر لیزر جنریٹر سے مراد لیزر سسٹم کی ایک قسم ہے جو نایاب ارتھ عنصر ڈوپڈ گلاس فائبر کو حاصل کرنے کے میڈیم کے طور پر استعمال کرتا ہے۔ یہ بڑے پیمانے پر دھاتی اور غیر دھاتی پرنٹنگ، مارکنگ، کندہ کاری، ڈرلنگ، کاٹنے، صفائی، ویلڈنگ (بریزنگ، واٹر بجھانے، کلیڈنگ اور ڈیپ ویلڈنگ)، فوجی، دفاع اور سلامتی، طبی سامان، بڑے انفراسٹرکچر، اور دیگر لیزر ذرائع کے لیے پمپ کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔ آپ سے ملیں گے۔ فائبر لیزر کندہ کرنے والے ذاتی نوعیت کے متن اور نمونوں کے لیے، فائبر لیزر کٹر دھاتی تعمیر کے لئے، فائبر لیزر کی صفائی کی مشینیں زنگ ہٹانے، پینٹ اتارنے اور کوٹنگ ہٹانے کے لیے، فائبر لیزر ویلڈنگ مشینیں آپ کی زندگی میں دھات کے جوڑوں کے لیے۔
مفت الیکٹران لیزر جنریٹر
مفت الیکٹران لیزر جنریٹر روایتی لیزر جنریٹر سے مختلف ہائی پاور مربوط تابکاری ذریعہ کی ایک نئی قسم ہے۔ اسے کام کرنے والے مواد کے طور پر گیس، مائع یا ٹھوس کی ضرورت نہیں ہے، لیکن یہ براہ راست اعلی توانائی والے الیکٹران بیم کی حرکی توانائی کو مربوط تابکاری توانائی میں تبدیل کرتا ہے۔ لہذا، یہ بھی سمجھا جا سکتا ہے کہ فری الیکٹران لیزر جنریٹر کا کام کرنے والا مادہ مفت الیکٹران ہے۔ اس میں بہترین خصوصیات کا ایک سلسلہ ہے جیسے کہ اعلی طاقت، اعلی کارکردگی، طول موج کی ٹیوننگ کی وسیع رینج اور انتہائی مختصر دالوں کی وقتی ساخت۔ اس کے علاوہ کوئی لیزر جنریٹر نہیں ہے جو بیک وقت یہ خصوصیات رکھتا ہو۔ طبیعیات کی تحقیق، لیزر ہتھیاروں، لیزر فیوژن، فوٹو کیمسٹری، اور آپٹیکل کمیونیکیشن کے شعبوں میں اس کے کافی امکانات ہیں۔
