پچھلی دہائی کے دوران، پمپ سورس اور لیزر ڈھانچے کی مسلسل بہتری کے ساتھ، فائبر لیزر ٹیکنالوجی میں بہت بہتری آئی ہے۔ ڈوپڈ آپٹیکل فائبر کی بنیاد پر (YDF-Laser) صنعتی، سائنسی تحقیق وغیرہ میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے کیونکہ اعلی الیکٹریکل-آپٹیکل تبادلوں کی کارکردگی، بہتر بیم کوالٹی اور استحکام ہے۔
تصویر 1۔ مختلف دھاتی مواد کی سپیکٹرل جذب کی شرح
آج کے ہائی پاور سنگل موڈ فائبر لیزرز طویل عرصے سے ڈیجیٹل KW سطح کی آپٹیکل پاور آؤٹ پٹ کو آسانی سے لاگو کرنے میں کامیاب رہے ہیں، جو دھاتی پروسیسنگ کے میدان میں اس طرح کے لیزرز بناتا ہے۔ اسی لائٹ آؤٹ پٹ پاور کنڈیشنز کے تحت، مختلف جذب کی شرح کی وجہ سے، بالغ فائبر پر مبنی 1 مائکرون فائبر لیزر اس وقت نمایاں طور پر بہتر ہوتا ہے جب 10 مائکرون کا CO2 لیزر دھاتی مواد سے زیادہ موثر ہوتا ہے۔ تصویر 1 مختلف دھاتی مواد کے اسپیکٹرل جذب کی شرح دیتا ہے، جو اس اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے کہ سپیکٹرم کی جذب کی خصوصیات پر زیادہ تر دھاتی مواد آپٹیکل طول موج میں اضافے کے ساتھ کم ہونے کا رجحان ظاہر کرتا ہے۔ دھاتی مواد واضح طور پر 10.6um پر CO2 لیزر میں CO2 لیزر کی آؤٹ پٹ طول موج کے نسبت تقریباً 1070 nm کی آؤٹ پٹ طول موج سے زیادہ مضبوط ہے۔ خاص طور پر، 1070 nm طول موج کے تحت دھاتی لوہے کی جذب کی شرح 10.6um طول موج کے حالات سے تقریباً 6 گنا کم ہے۔
تصویر 2. 800-1100 nm سپیکٹرم پر ایلومینوسیلیکیٹ اور فاسفوسیلیکیٹ (YB) فائبر کا رشتہ دار جذب
چونکہ ملا ہوا آپٹیکل فائبر 976 nm اور 915 nm طول موج کی ایک بہت مضبوط جذب خصوصیت رکھتا ہے، اس طرح کے لیزرز کو بنیادی طور پر ایک سیمی کنڈکٹر لیزر (LD) کے ذریعے پمپ کیا جاتا ہے جو مذکورہ طول موج کو خارج کرتا ہے۔ تصویر 2 800 سے 1100 nm سپیکٹروسکوپی کے رشتہ دار جذب کی شرح کے لئے دو عام ڈوپڈ آپٹیکل فائبر ہیں، اور 915 nm اور 976 nm کے قریب ایک نمایاں خصوصیت جذب کی چوٹی ہے۔ ایلومینوسیلیکیٹ ڈمپنگ فائبر میں 976nm روشنی کی لہروں کے جذب ہونے کی شرح 915 nm کی روشنی کی لہر سے تقریباً تین گنا ہے، اور فاسفوسیلیکیٹ میں سابقہ کی جذب کی شرح بعد میں تقریباً 5 گنا ہے۔ اس طرح کا نقصان مختلف ہے، یعنی اس طرح کے لیزرز 976nm LD پمپ ٹیکنالوجی کو اپناتے ہیں تاکہ لائٹ آپٹیکل تبادلوں کی اعلی کارکردگی حاصل کی جا سکے۔ ایک ہی وقت میں، زیادہ جذب کا مطلب یہ بھی ہے کہ فائبر کی لمبائی کو مؤثر طریقے سے کم کیا جائے، اس طرح نقصان دہ غیر لکیری اثرات کو ایک خاص حد تک محدود کر دیا جائے۔
تصویر 3 فوٹون ڈینوف کا وکر (PD) مختلف YB آئن توانائی کے مراحل کا نقصان۔
اس وقت، بڑے کام کرنے والے نایاب زمین کے ڈوپڈ فائبر لیزرز کو فوٹوڈیشنل مسائل کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ یہ مسئلہ لیزر کی پیداواری طاقت، استحکام اور کام کی زندگی میں نمایاں کمی کا سبب بنتا ہے۔ فوٹون ڈارکنس آئن ڈوپڈ فائبر لیزرز کی ایک بڑی تعداد میں بھی اس رجحان کی اطلاع دی جاتی ہے۔ عام طور پر یہ سمجھا جاتا ہے کہ یہ رجحان شیشے کے میٹرکس میں رنگین مرکز کی وجہ سے ہوتا ہے۔ پچھلے مطالعات میں اس فوٹون ڈیکٹ کو حل کرنے کے لیے بہت سے ممکنہ طریقے تجویز کیے گئے ہیں، بشمول فائبر میں کو-ڈوپڈ فاسفورس، 405 این ایم لیزر کا استعمال، فوٹو بلیچنگ، حتیٰ کہ اعلی درجہ حرارت کا استعمال کرتے ہوئے، فوٹوون کی ڈیسمیننگ فوٹوون کی اینیلنگ ہوتی ہے۔ . ان میں سے، اگرچہ فاسفورس کو مؤثر طریقے سے دبایا جا سکتا ہے، پس منظر کے نقصان اور عددی یپرچر میں اضافہ ہوا ہے.
کوپونین ٹیم کے پچھلے مطالعے سے، فوٹوون گہرے رنگ پر یہ ظاہر ہوا کہ فوٹوون کی مقدار کی رفتار کا انحصار زیادہ تر حوصلہ افزائی کے ذرات کے ارتکاز پر ہوتا ہے، جو کہ آئن کی توانائی کی حالت کا الٹنا (YB الٹا شرح) ہے۔ انہوں نے پایا کہ فوٹوون کی انٹیک کی شرح آئنک انرجی ریورسل ریٹ میں 7 گنا کے متناسب ہے۔ تصویر 3 میں تصویر 3 میں وقت کے ساتھ ساتھ فوٹوون سے ہونے والے نقصانات کا ایک وکر تصویر 3 میں دیا گیا ہے۔ اعداد و شمار بہت بدیہی ہیں کہ انرجی ریورسل میں اضافے کے ساتھ فوٹوون کی تاریک ہونے کی شرح تیزی سے بڑھ جاتی ہے۔
تصویر 4، YB آئن انرجی ریورس ریٹ 976 Nm اور 920 NM پمپ کنڈیشن کے تحت پمپ پاور چینج وکر کے طور پر (فرض کریں کہ جب معیاری تغیر 1% سے کم ہو تو ریورسل ریٹ ڈیٹا کافی حد تک ہموار ہے)
ڈوپڈ فائبر میں توانائی کی حالت الٹنے کی شرح فائبر کے بڑے پیمانے پر، پمپ کی طاقت، روشنی کی رائے، اور پمپ روشنی کی طول موج کی طول موج سے متاثر ہوتی ہے۔ مناسب پمپ روشنی طول موج کو بڑی حد تک بڑی حد تک دبایا جا سکتا ہے۔ توانائی کی حالت کے الٹ جانے کو تقریباً ایک مخصوص پمپ لائٹ ویو لینتھ پر ایک ہی اخراج کراس سیکشن کے ساتھ فوٹوونک جذب کے تناسب کے طور پر بیان کیا جاتا ہے، اور پھر ڈوپڈ فائبر کی توانائی کی حالت 976 nm اور 920 nm کی دو پمپ لائٹ حالات میں حاصل کی جاتی ہے۔ الٹنے کی شرح پمپ کی طاقت کی تبدیلی کے ساتھ مختلف ہوتی ہے (تصویر 4)۔ اگرچہ پہلی تصویر 2 میں FIG 2 میں جذب سپیکٹرم اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ 976nm طول موج کی روشنی کی جذب کی خصوصیات دیگر طول موجوں کے مقابلے میں نمایاں طور پر مضبوط ہیں، لیکن چونکہ 976nm طول موج کی روشنی نسبتاً بڑی ہے، یہ آخر میں پمپ کی روشنی سے حاصل کی جاتی ہے۔ 920 این ایم حالت میں کم توانائی کم ہے. اگرچہ اعداد و شمار نے براہ راست 915 nm پمپ کی توانائی کی حالت کو تبدیل نہیں کیا، پھر بھی یہ قیاس کرنا ممکن تھا کہ 976nm پمپ لائٹ سورس میں پہلے سے زیادہ مضبوط اینٹی آپٹیکل ذیلی پروفائلنگ کی صلاحیت ہے۔
اگرچہ 976nm پمپ کا طریقہ زیادہ جذب کی شرح اور روشنی کے تبادلوں کی کارکردگی کا حامل ہے، یہ فائدہ مند فائبر کی لمبائی کو مؤثر طریقے سے کم کر سکتا ہے، اور نقصان دہ فوٹوون کینشے اثر کو کم کیا جا سکتا ہے، لیکن فائبر ٹریٹمنٹ اور کپلنگ پر 915 nm پمپ موڈ سے اس کا رشتہ دار ہے۔ . تکنیکی زیادہ مشکل ہے. مزید برآں، 976 nm رینج میں شامل فائبر کا جذب سپیکٹرم بہت تنگ ہے۔ پمپ کے ذریعہ کے درجہ حرارت کے اتار چڑھاو کی وجہ سے طول موج کی تبدیلی لیزر آؤٹ پٹ پاور کو غیر مستحکم کرنے کا سبب بن سکتی ہے، اور اس پمپ ٹیکنالوجی کو لیزر کے تھرمل مینجمنٹ سسٹم کی بہت سخت ضرورت ہے۔ اس کی وجہ سے، صرف چند لیزر مینوفیکچررز ایسے ہیں جیسے جرمنی کے آئی پی جی، یونائیٹڈ سٹیٹس کوہرنٹ-روفین، اور یو ایس جی ڈبلیو اور دیگر مینوفیکچررز بڑے پیمانے پر صنعتی لیزرز میں 976 این ایم پمپ سورس استعمال کرتے ہیں۔
پوسٹ ٹائم: جولائی 27-2021