Prism compressor
پرزم کمپریسر ایک نظری آلہ ہے جو مختلف طول موج کے اجزاء کو مختلف وقت کی تاخیر دے کر مثبت چرپ الٹرا شارٹ لیزر پلس کی مدت کو کم کرنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ یہ عام طور پر دو پرنزم اور ایک آئینے پر مشتمل ہوتا ہے۔ شکل 1 اس طرح کے کمپریسر کی تعمیر کو ظاہر کرتی ہے۔ اگرچہ پریزم مواد کا منتشر ہونا مختلف طول موج کے اجزاء کو مختلف راستوں پر سفر کرنے کا سبب بنتا ہے، لیکن کمپریسر اس طرح بنایا گیا ہے کہ تمام طول موج کے اجزاء مختلف اوقات میں کمپریسر کو چھوڑ دیتے ہیں، لیکن ایک ہی سمت میں۔ اگر لیزر پلس کے مختلف طول موج کے اجزاء پہلے ہی وقت کے ساتھ الگ ہو چکے ہیں، تو پریزم کمپریسر انہیں ایک دوسرے کے ساتھ اوورلیپ کر سکتا ہے، اس طرح نبض کم ہو جاتی ہے۔ پرزم کمپریسرز عام طور پر ٹی آئی کے اندر منتشر ہونے کی تلافی کے لیے استعمال ہوتے ہیں: نیلم ماڈل والے لیزر۔ ہر بار جب لیزر پلس لیزر کیوٹی کے اندر آپٹیکل اجزاء سے گزرتا ہے، تو یہ پھیل جاتا ہے۔ کیویٹی کے اندر ایک پرزم کمپریسر اس طرح ڈیزائن کیا جا سکتا ہے کہ یہ بالکل اس انٹرا کیویٹی کے پھیلاؤ کی تلافی کرے۔ یہ لیزر کیوٹیز کے باہر الٹرا شارٹ دالوں کے منتشر ہونے کی تلافی کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ پریسمٹک پلس کمپریشن پہلی بار 1983 میں ڈائیٹل اور دیگر کے ذریعہ ایک واحد پریزم کا استعمال کرتے ہوئے متعارف کرایا گیا تھا۔ اور چار پرزم پلس کمپریسر کا مظاہرہ 1984 میں فورک ایٹ ال نے کیا تھا۔ اضافی تجرباتی پیشرفتوں میں ایک پرزم جوڑی پلس کمپریسر اور سیمی کنڈکٹر لیزرز کے لیے چھ پرزم پلس کمپریسر شامل ہیں۔ پلس کمپریشن کے لیے ملٹی پل پرزم ڈسپریشن تھیوری، 1982 میں ڈوارٹے اور پائپر کے ذریعے متعارف کرائی گئی تھی، 1987 میں دوسرے مشتقات تک بڑھا دی گئی، اور 2009 میں مزید اعلی ترتیب کے مرحلے کے مشتقات تک بڑھا دی گئی۔ ایک اضافی کمپریسر، جو پریزم پر ملٹی پاس کے انتظام کو فعال کرنے کے لیے لیٹرل ریفلیکٹرز کے ساتھ ایک بڑے پریزم کا استعمال کرتا ہے، 2006 میں متعارف کرایا گیا تھا۔ آپریشن کا اصول تقریبا تمام نظری مواد جو مرئی روشنی کے لیے شفاف ہوتے ہیں ان کا عام، یا مثبت، پھیلاؤ ہوتا ہے: اضطراری اشاریہ بڑھتی ہوئی طول موج کے ساتھ کم ہوتا جاتا ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ طویل طول موج ان مادوں کے ذریعے تیزی سے سفر کرتی ہیں۔ یہی بات پرزم کمپریسر میں موجود پرزموں کے لیے بھی درست ہے۔ تاہم، پریزموں کا مثبت پھیلاؤ اس اضافی فاصلے سے پورا ہوتا ہے جو طویل طول موج کے اجزاء کو دوسرے پریزم سے گزرنا پڑتا ہے۔ یہ ایک نازک توازن ہے، کیونکہ چھوٹی طول موج ہوا کے ذریعے زیادہ فاصلہ طے کرتی ہے۔ تاہم، جیومیٹری کے محتاط انتخاب کے ساتھ، ایک منفی بازی پیدا کرنا ممکن ہے جو دوسرے نظری اجزاء سے مثبت بازی کی تلافی کر سکتا ہے۔ یہ شکل 3 میں دکھایا گیا ہے۔ پریزم P2 کو اوپر اور نیچے منتقل کرنے سے، کمپریسر کا پھیلاؤ ریفریکٹیو انڈیکس n = 1.6 (سرخ منحنی خطوط) اور مثبت (نیلے منحنی خطوط) دونوں کے ارد گرد منفی ہو سکتا ہے۔ منفی منتشر ہونے کی حد نسبتا کم ہوتی ہے کیونکہ پریزم پی 2 کو صرف تھوڑے فاصلے پر اوپر کی طرف منتقل کیا جا سکتا ہے اس سے پہلے کہ روشنی کی کرن اسے مکمل طور پر چھوٹ دے۔ اصول میں، پرزم کمپریسر کی منتشر خصوصیات کو ترتیب دینے کے لیے α زاویہ مختلف ہو سکتا ہے۔ تاہم، عملی طور پر، جیومیٹری کا انتخاب اس طرح کیا جاتا ہے کہ واقعہ اور اضطراری بیم کا کمپریس کیے جانے والے سپیکٹرم کی مرکزی طول موج پر ایک ہی زاویہ ہو۔ اس ترتیب کو "کم سے کم انحراف کا زاویہ" کہا جاتا ہے، اور صوابدیدی زاویوں کے مقابلے میں صف بندی کرنا آسان ہے۔ بی کے 7 گلاس جیسے عام مواد کا ریفریکٹیو انڈیکس الٹرا شارٹ پلس سے ڈھکے چند دسیوں نینو میٹر کے اندر صرف ایک چھوٹی سی مقدار (0.1-0.02) میں تبدیل ہوتا ہے۔ عملی سائز کے اندر، ایک پرزم کمپریسر صرف طول موج کے اجزاء کے درمیان راستے کی لمبائی کے چند سو مائیکرو میٹر کے فرق کی تلافی کر سکتا ہے۔ تاہم، ایک بڑے ریفریکٹیو انڈیکس مواد (جیسے SF10، SF11، وغیرہ) کا استعمال کرتے ہوئے۔ معاوضے کے فاصلے کو ملی میٹر کی سطح تک بڑھایا جا سکتا ہے۔ اس ٹیکنالوجی کو ٹائی: نیلم کرسٹل کے معاوضے کے لیے فیمٹوسیکنڈ لیزر کیوٹی کے اندر اور دوسرے عناصر کے ذریعے متعارف کرائے گئے منتشر ہونے کے معاوضے کے لیے باہر کامیابی سے استعمال کیا گیا ہے۔ تاہم، ہائی آرڈر ڈسپریشن خود پریزم کمپریسر کے ساتھ ساتھ دیگر نظری عناصر کے ذریعے متعارف کرایا جائے گا۔ اسے الٹرا شارٹ پلس کی محتاط پیمائش سے درست کیا جا سکتا ہے اور مرحلے کی مسخ کی تلافی کی جا سکتی ہے۔ ایم آئی آئی پی ایس نبض کی تشکیل کی تکنیکوں میں سے ایک ہے جو خود بخود ہائی آرڈر کے پھیلاؤ کی پیمائش اور تلافی کر سکتی ہے۔ نبض کی تشکیل کرنے والے اختتامی آئینے کے گڑبڑ ورژن کے طور پر بعض اوقات جھکا ہوا یا خراب بھی ہوتا ہے، یہ قبول کرتے ہوئے کہ کرنیں اسی راستے پر واپس نہیں جاتی ہیں یا مختلف نہیں ہوتی ہیں۔ شکل 4 میں، فیوزڈ سلیکا سے بنے پرزم جوڑے کے کمپریسر کے منتشر آرڈرز کی خصوصیات کو پہلے پرزم کے اندراج کی گہرائی کے فنکشن کے طور پر دکھایا گیا ہے، جسے لیزر دالوں کے لیے مرکزی طول موج اور سپیکٹرم بینڈوتھ کے طور پر ظاہر کیا گیا ہے۔ اس تشخیص میں لاہ-لاگویر نظری رسمی نظام کو استعمال کیا گیا ہے-جو منتشر ہونے کے اعلی درجے کی عمومی تشکیل ہے۔ کمپریسر کا اندازہ بریوسٹر زاویہ کے قریب پرزموں کے درمیان علیحدگی کے لیے کیا جاتا ہے، کم از کم طول موج پر دوسرے پرزم کے لیے اندراج کی گہرائی، اور فیوزڈ سلیکا پرزموں کے لیے ایک اوپری زاویہ۔ عام پریسمٹک صفوں کے لیے کونیی بازی، جو لیزر پلس کمپریشن پر لاگو ہوتی ہے، کا حساب بالکل ملٹی پلزم ڈسپریشن تھیوری کا استعمال کرتے ہوئے کیا جا سکتا ہے۔ خاص طور پر، منتشر، اس کا پہلا مشتق، اور اس کا دوسرا مشتق، اس کے ذریعے دیا جاتا ہے جہاں متعدد پرزم منتشر نظریہ کے لیے مضمون میں کونیی مقداروں کی وضاحت کی گئی ہے اور اعلی مشتقات ڈوارٹے کے ذریعے دیے گئے ہیں۔ دیگر پلس کمپریسرز کے ساتھ موازنہ سب سے عام دوسرا پلس کمپریسر گریٹنگز پر مبنی ہوتا ہے (دیکھیں چیرپڈ پلس ایمپلیفکیشن)، جو آسانی سے پریزم کمپریسر (ملی میٹر کے دسویں حصے کے بجائے سینٹی میٹر) کے مقابلے میں بہت بڑا منفی پھیلاؤ پیدا کر سکتا ہے۔ تاہم، گریٹنگ کمپریسر کو گریٹنگ کی دھاتی کوٹنگ میں اعلی آرڈر کے انحراف اور جذب کے نقصانات کی وجہ سے کم از کم 30 فیصد کا نقصان ہوتا ہے۔ مناسب اینٹی ریفلیکشن کوٹنگ والے پرزم کمپریسر میں 2 فیصد سے بھی کم نقصان ہو سکتا ہے، جو اسے لیزر کیوٹی کے اندر ایک قابل عمل آپشن بناتا ہے۔ مزید برآں، ایک پرزم کمپریسر گریٹنگ کمپریسر سے سستا ہوتا ہے۔ پلس کمپریشن کی ایک اور تکنیک چرپڈ آئینے کا استعمال کرتی ہے، جو ڈائی الیکٹرک آئینے ہوتے ہیں جو اس طرح بنائے جاتے ہیں کہ عکاسی کا منفی پھیلاؤ ہوتا ہے۔ چیرپڈ آئینے تیار کرنا مشکل ہے۔ اس کے علاوہ منتشر ہونے کی مقدار کافی کم ہوتی ہے، جس کا مطلب ہے کہ لیزر بیم کو ایک ہی پرزم کمپریسر کی طرح منتشر ہونے کے لیے کئی بار جھلکنا پڑتا ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ اسے ٹیون کرنا مشکل ہے۔ دوسری طرف، چرپڈ-آئینے والے کمپریسر کا منتشر ہونا ایک مخصوص منتشر وکر کے لیے تیار کیا جا سکتا ہے، جبکہ پرزم کمپریسر بہت کم آزادی پیش کرتا ہے۔ چیرپڈ-مرر کمپریسرز کا استعمال ان ایپلی کیشنز میں کیا جاتا ہے جہاں بہت بڑی بینڈوڈتھ والی دالوں کو کمپریس کرنا پڑتا ہے۔ چیرپڈ پلس ایمپلیفکیشن ٹی آئی: سیفائر لیزر ماڈلنگ الٹرا شارٹ پلس ایم آئی آئی پی ایس بھی دیکھیں، جو فیمٹوسیکنڈ لیزر پلس کی ہائی آرڈر مسخ کو انشانکن اور درست کرنے کی ایک تکنیک ہے۔ ملٹی پل پرزم ڈسپریشن تھیوری حوالہ جات آپٹیکل آلات غیر لکیری آپٹکس لیزر سائنس