ایربیم (ایر) ڈوپڈ فاسفیٹ گلاسبہت سے فائدہ مند خصوصیات کو ظاہر کرتا ہے، جس کی وجہ سے حالیہ برسوں میں Er: گلاس لیزرز کی ایپلی کیشنز کی مانگ میں اضافہ ہوا ہے۔لیزر رینج فائنڈنگ، لمبی دوری کی کمیونیکیشنز، ڈرمیٹولوجی، اور لیزر انڈسڈ بریک ڈاؤن سپیکٹروسکوپی (LIBS) کے طور پر وسیع رینج.ایربیم فائبر ایمپلیفائر ہانگ کانگ اور لاس اینجلس کے درمیان ٹرانس پیسفک کیبل میں تیزی سے عالمی مواصلات کو قابل بناتے ہیں، ایر: گلاس لیزر رینج فائنڈرز تیزی سے استعمال ہو رہے ہیں۔دفاعی ایپلی کیشنز اور جاسوسی، اورایر: گلاس جمالیاتی لیزرزکے لئے کرشن حاصل کر رہے ہیںداغ ہٹانااور یہاں تک کہبالوں کے جھڑنے کا علاجandrogenetic alopecia کی وجہ سے۔
ایپلی کیشن کی ان بڑھتی ہوئی جگہوں کے لیے جہتی رواداری اور ہائی پاور لیزر کوٹنگز کے ساتھ اعلی صحت سے متعلق لیزر گلاس کی ضرورت ہوتی ہے۔سخت رواداری سسٹم انٹیگریٹرز کو اعتماد فراہم کرتی ہے کہ اجزاء کو وقت گزاری سیدھ کے بغیر آسانی سے ان کے سسٹم میں رکھا جا سکتا ہے، لیکن یہ وضاحتیں لیزر گلاس مینوفیکچررز کے لیے ایک چیلنج پیش کرتی ہیں۔لیزر گلاس مینوفیکچررز کے لیے پروسیس کنٹرول اور میٹرولوجی پر توجہ کی ضرورت ہے تاکہ بڑھتی ہوئی NIR لیزر آپٹکس اسپیس کے لیے مطلوبہ اجزاء کی تخلیق کی جا سکے۔
ایربیئم ڈوپڈ گلاس کیوں؟
پچھلی کئی دہائیوں میں، فاسفیٹ پر مبنی لیزر ٹیکنالوجی میں بہتر آؤٹ پٹ پاور، کم نبض کا دورانیہ، نظام کے سائز میں کمی، اور نئی آپریٹنگ طول موج کے لحاظ سے اہم پیشرفت ہوئی ہے۔ایر: شیشے کے لیزرز عام طور پر 1540nm، 1550nm، یا 1570nm کی آنکھ سے محفوظ طول موج پر خارج ہوتے ہیں، جو رینج فائنڈنگ اور دیگر حالات میں انتہائی فائدہ مند ہے جہاں لوگ بیم کے سامنے آسکتے ہیں۔یہ طول موج ماحول کے ذریعے اعلیٰ ترسیل سے فائدہ اٹھاتی ہیں۔1540nm میلانین کے کم سے کم جذب کا تجربہ بھی کرتا ہے، جس سے Er: گلاس لیزر سیاہ رنگت والے مریضوں پر جمالیاتی لیزر کے استعمال کے لیے بہترین ہیں۔
تصویر 1. ایربیم کی توانائی کی حالتیں۔ایر: گلاس لیزرز کو عام طور پر 800nm یا 980nm لیزر کے ساتھ پمپ کیا جاتا ہے اور 1540nm یا 1570nm پر خارج ہوتا ہے۔
فاسفیٹ گلاس ہائی ٹرانسمیشن تک پہنچ جاتا ہے اور اسے نایاب زمین کے ایٹموں جیسے کہ ایربیم اور یٹربیئم کے ساتھ ڈوپ کیا جا سکتا ہے تاکہ یہ 800nm یا 980nm کے پمپ ویو لینتھ (شکل 1) کے سامنے آنے پر آبادی کے الٹ اور لیز تک پہنچ سکے۔Er: گلاس کو بھی 1480nm پر فوٹون کے ذریعے پمپ کیا جا سکتا ہے، لیکن یہ ناپسندیدہ ہے کیونکہ اسی طول موج اور توانائی کے بینڈ میں پمپنگ اور محرک اخراج کے ذریعے کارکردگی کو کم کیا جا سکتا ہے۔[3]فاسفیٹ شیشے کیمیائی استحکام اور ہائی لیزر سے متاثرہ نقصان کی حد (LIDTs) سے بھی فائدہ اٹھاتے ہیں، جس سے Er:glass اور دیگر ڈوپڈ فاسفیٹ شیشے NIR لیزر گین میڈیا کے لیے مثالی امیدوار بنتے ہیں۔
فاسفیٹ شیشوں میں سلیکیٹ شیشوں کی نسبت نایاب زمین کے آئنوں کی زیادہ حل پذیری ہوتی ہے، جس میں میٹرکس کی ساخت زیادہ سخت ہوتی ہے۔[1]تاہم، وہ سلیکیٹ شیشوں کے مقابلے میں ایک تنگ بینڈوتھ کی خصوصیت رکھتے ہیں اور یہ قدرے ہائیگروسکوپک ہوتے ہیں، یعنی یہ ہوا سے زیادہ نمی جذب کرتے ہیں۔لہذا، وہ اپنی بینڈوڈتھ اور سسٹمز میں ایپلی کیشنز تک محدود ہیں جہاں انہیں کوٹنگز یا دیگر آپٹکس کے ذریعے نمی سے کافی حد تک محفوظ رکھا جائے گا۔
سخت رواداری اور عمل کا کنٹرول
پہلے زیر بحث آنے والی بہت سی ایپلی کیشنز، خاص طور پر دفاعی ایپلی کیشنز کے لیے لیزر رینج فائنڈنگ، میں اکثر چھوٹے Er: شیشے کے اجزاء کی ضرورت ہوتی ہے جن میں انتہائی سخت جہتی رواداری ہوتی ہے۔لیزر شیشے کے ان باریک پالش سلیبوں کو اس کے بعد اسمبلیوں میں چھوڑا جا سکتا ہے جس میں کسی سیدھ کی ضرورت نہیں ہے۔وہ سم کارڈ کے سائز تک جاسکتے ہیں اور اکثر بیولز کو نمایاں نہیں کرتے کیونکہ وہ بہت چھوٹے ہوتے ہیں (شکل 2)۔اس سے ایج چپنگ کا امکان زیادہ ہوتا ہے۔ان چھوٹے اجزاء پر سخت متوازی اور سطح کے معیار کی وضاحتیں حاصل کرنا ناقابل یقین حد تک چیلنجنگ ہو سکتا ہے۔صاف یپرچر، یا آپٹیکل سطح کا وہ حصہ جو تمام تصریحات کو پورا کرتا ہے، اکثر تقریباً 100% ہوتا ہے، جس سے آپٹیکل سطحوں کے کناروں کے گرد غلطی کی کوئی گنجائش نہیں رہتی۔
تصویر 2. Er: لیزر رینج فائنڈنگ اور دیگر NIR لیزر ایپلی کیشنز کے لیے استعمال ہونے والے شیشے کے سلیب اکثر عام سم کارڈ کے سائز یا اس سے چھوٹے ہوتے ہیں۔
تو اس ساری پریشانی سے کیوں گزریں؟پچھلے حلوں میں اکثر Nd: YAG بار سے منسلک متعدد کرسٹل اجزاء کی بڑی ذیلی اسمبلیاں شامل ہوتی ہیں۔ان اضافی اجزاء میں بریوسٹر پلیٹیں، غیر فعال Q-switching کے لیے سیر ایبل جاذب، یا فریکوئنسی کنورژن کرسٹل شامل ہو سکتے ہیں۔فریکوئینسی کنورژن کرسٹل رینج فائنڈر یا دیگر اوپن ایئر ایپلی کیشنز میں اہم ہیں کیونکہ نیوڈیمیم کی اخراج طول موج ایربیئم سے کہیں زیادہ خطرناک ہے اور اسے طویل فاصلے پر محفوظ طریقے سے منتقل کرنے سے پہلے طویل طول موج پر منتقل ہونا ضروری ہے۔
رینج فائنڈر ایپلی کیشنز میں اکثر جھٹکا اور کمپن کی ضرورت ہوتی ہے، جو تمام تصریحات کو پورا کرتے ہوئے متعدد اجزاء کو ایک ساتھ جوڑنا مشکل بنا دیتا ہے۔ان پرانے ڈیزائنوں سے ER کے ایک واحد، پالش شدہ ٹکڑے پر منتقل: گلاس مختلف کوٹنگز کے ساتھ ایک جیسے کاموں کو پورا کرنے سے سسٹم کا سائز اور لاگت کم ہو جاتی ہے۔YAG کرسٹل اکثر Brewster کے زاویہ پر استعمال ہوتے ہیں، لیکن اسی اثر کو کوٹنگز کے استعمال سے حاصل کیا جا سکتا ہے۔چونکہ Er:گلاس سلیب کو بہرحال کوٹنگ کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، اس لیے اس قسم کی کوٹنگ کو زیادہ سے زیادہ فعالیت میں پیک کرنے اور کہیں اور لاگت بچانے کے لیے شامل کرنا فائدہ مند ہے۔
کیونکہ فاسفیٹ شیشے قدرے ہائگروسکوپک ہوتے ہیں، اگر بغیر کوٹڈ Er: شیشے کو کئی دنوں تک باہر چھوڑ دیا جائے تو یہ خراب ہو سکتا ہے۔نمی کو شیشے میں جانے سے روکنے کے لیے کوٹنگ سے پہلے سطح کے معیار کو کنٹرول کرنا ضروری ہے۔شیشے کے آخری سلیب کی پالش شدہ سطحوں پر جمع کوٹنگز انہیں اس انحطاط سے بچانے میں مدد کرتی ہیں۔
چھوٹے، اعلیٰ درستگی والے Er کے لیے عام وضاحتیں: شیشے کے سلیب کناروں کے لیے <5 آرکمین کھڑے ہیں، سروں کے لیے <10 آرکیسیک کھڑے ہیں، اور سطح کا معیار 10-5 سکریچ ڈیگ سے بہتر ہے۔ان مطلوبہ تصریحات کے لیے صاف ستھرا ماحول، انتہائی کنٹرول شدہ عمل، اور کم سے کم ٹچ ٹائم کی ضرورت ہوتی ہے۔
لیزر گلاس میں عام طور پر سروں پر صرف دو پالش شدہ سطحیں ہوتی ہیں جبکہ باقی سطحیں زمینی ہوتی ہیں، لیکن ان Er: شیشے کے سلیب کے کچھ اطراف بھی پالش کیے جاتے ہیں اور سیدھ کو آسان بنانے کے لیے انتہائی رواداری والے ہوتے ہیں۔کن سائیڈوں کو پہلے پالش اور کوٹ کرنا ہے، ڈائسنگ سے پہلے یا بعد میں کن سائیڈوں کو پالش کرنا ہے اور سنگل سائیڈ یا ڈبل سائیڈ پالش کب استعمال کرنی ہے یہ سب لاگت اور پیداوار کا تعین کرتے ہیں۔تجربہ کار مینوفیکچرر کی طرف سے آپٹمائز کردہ ایک بے خبر عمل اور عمل کے درمیان پیداوار میں فرق آسانی سے تین کے عنصر جتنا بڑا ہو سکتا ہے۔
ٹچ ٹائم کو کم کرنے اور پیداوار کو بہتر بنانے کے لیے، تمام مینوفیکچرنگ اور کوٹنگ کو ایک ہی جگہ پر انجام دینا بہتر ہے۔جب بھی جزوی طور پر تیار شدہ حصہ مختلف مقامات کے درمیان بھیج دیا جاتا ہے تو قطار میں اضافی وقت کے ساتھ آلودگی اور نقصان کا امکان بہت بڑھ جاتا ہے۔
ایک سے زیادہ ہائی ڈھکنے والی کوٹنگز
رینج فائنڈنگ اور دیگر عین مطابق NIR ایپلی کیشنز کے لیے چھوٹے Er:گلاس سلیب تیار کرنے کے ساتھ ایک چیلنج یہ ہے کہ اکثر اجزاء کے مختلف پہلوؤں پر متعدد کوٹنگز جمع کی جاتی ہیں۔یہ مشکل ہے کیونکہ کوٹنگ سے پہلے ضروری فکسچرنگ اور قدیم غیر کوٹیڈ سطحوں کے تحفظ کی وجہ سے۔مینوفیکچررز کے لیے سلیب کے پچھلے حصے پر اوور سپرے یا بلو بائی سے بچنا بھی ایک چیلنج ہے، جسے کوٹنگ کے دوران محفوظ کرنا ہوتا ہے۔سروں میں اینٹی ریفلیکٹیو (AR) کوٹنگز ہوتی ہیں جس میں ہائی لیز انڈسڈ ڈیمیج تھریشولڈز (LIDTs) ہوتے ہیں۔کناروں میں ہائی LIDT AR کوٹنگز بھی ہیں جو پمپ بیم کو اندر جانے دیتی ہیں۔پمپ کی طاقت ہمیشہ اخراج سے زیادہ ہوتی ہے۔کچھ چار رخی سلیبوں میں بلٹ میں ہائی ریفلیکٹیوٹی کیویٹی آئینے، طول موج کی تفریق، اور پمپ لائٹ کو مسترد کرنے کے لیے اضافی کوٹنگز بھی ہوتی ہیں۔
میٹرولوجی: اگر آپ اس کی پیمائش نہیں کر سکتے تو آپ اسے نہیں بنا سکتے
مینوفیکچرنگ کی درستگی اور عمل کا کنٹرول کلیدی وضاحتوں کی درست پیمائش اور تصدیق کے لیے درکار مناسب میٹرولوجی کے بغیر بیکار ہے۔لیزر انٹرفیرو میٹرز، جیسے کہ ZYGO Verifier، اکثر چپٹے پن کی پیمائش کے لیے استعمال ہوتے ہیں، لیکن جب چھوٹے Er:glass سلیب کی پیمائش کرتے ہیں تو پچھلی سطح سامنے کی سطح کی پیمائش میں مداخلت کرنا شروع کر دیتی ہے کیونکہ متوازی تصریح کا مطالبہ ہوتا ہے۔آپریٹرز پچھلی سطح پر ویسلین یا کوئی اور مادہ لگا کر اس کے ارد گرد حاصل کر سکتے ہیں، لیکن پھر اس سطح کو دوبارہ صاف کرنے کی ضرورت ہے اور اجزاء کے نقصان کا امکان بڑھ جاتا ہے۔تاہم، ہمواری کی پیمائش میں حالیہ پیش رفت پچھلی سطح سے اثرات کو ختم کرتی ہے اور ہمواری کی پیمائش کو زیادہ تیزی سے اور نقصان کے کم امکان کے ساتھ کرنے کی اجازت دیتی ہے۔سلیب کے کناروں پر چپس آپریٹرز کو درست طریقے سے ہمواری کی پیمائش کرنے سے روک سکتی ہیں، جو مینوفیکچرنگ کے دوران پروسیس کنٹرول کو اور بھی اہم بناتی ہے۔کھڑے ہونے اور پچر کی تصدیق عام طور پر ڈبل پاس آٹوکولیمیٹر کے ذریعے کی جاتی ہے۔
Er: گلاس لیزر کے لیے ایپلیکیشن کی بڑھتی ہوئی جگہ آپٹیکل پرزے بنانے والوں کو اعلیٰ اور اعلیٰ درستگی والے لیزر گلاس اور کوٹنگز بنانے کے لیے آگے بڑھاتی رہے گی۔1540nm اور 1570nm آنکھوں کے لیے محفوظ لیزر ایپلی کیشنز استعمال کو محفوظ بنانے، جمالیاتی لیزر طریقہ کار کے ذریعے اعتماد بڑھانے، اور طویل فاصلے تک مواصلات کو بہتر بنانے میں مدد کرتی ہیں۔دستیاب بہترین مشورہ یہ ہے کہ NIR لیزر سسٹم تیار کرتے وقت۔مناسب لیزر شیشے اور دیگر اجزاء کے باریک انتخاب کو نیویگیٹ کرنے میں رہنمائی کے لیے اپنے اجزاء فراہم کنندہ سے اپنی مخصوص درخواست کی ضروریات پر تبادلہ خیال کریں۔
یہ مضمون کوری بون، لیڈ ٹیکنیکل مارکیٹنگ انجینئر، ایڈمنڈ آپٹکس (بیرنگٹن، این جے) اور مائیک مڈلٹن، آپریشنز مینیجر، ایڈمنڈ آپٹکس فلوریڈا (اولڈزمار، ایف ایل) نے لکھا تھا۔
مزید مصنوعات کی معلومات، آپ ہماری ویب سائٹ ملاحظہ کرنے کے لیے آ سکتے ہیں:
https://www.erbiumtechnology.com/
ای میل:devin@erbiumtechnology.com
واٹس ایپ: +86-18113047438
فیکس: +86-2887897578
شامل کریں: No.23, Chaoyang road, Xihe street, Longquanyi disstrcit, Chengdu,610107, China.
اپ ڈیٹ کا وقت: اپریل-01-2022
