Laser power scaling
لیزر کی پاور اسکیلنگ جیومیٹری، شکل، یا آپریشن کے اصول کو تبدیل کیے بغیر اپنی آؤٹ پٹ پاور میں اضافہ کر رہی ہے۔ لیزر ڈیزائن میں پاور اسکیل ایبلٹی کو ایک اہم فائدہ سمجھا جاتا ہے۔ اس کا مطلب ہے کہ یہ بیرونی خصوصیات کو تبدیل کیے بغیر طاقت بڑھا سکتا ہے۔ عام طور پر، پاور اسکیلنگ کے لیے زیادہ طاقتور پمپ سورس، مضبوط کولنگ، اور سائز میں اضافے کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس کے لیے لیزر ریزونیٹر میں اور خاص طور پر گین میڈیم میں پس منظر کے نقصان کو کم کرنے کی بھی ضرورت پڑ سکتی ہے۔ پاور اسکیل ایبلٹی حاصل کرنے کا سب سے مقبول طریقہ "ایم او پی اے" (ماسٹر آسکیلیٹر پاور ایمپلیفائر) نقطہ نظر ہے۔ ماسٹر آسکیلیٹر ایک انتہائی مربوط بیم تیار کرتا ہے، اور اس کی اہم خصوصیات کو محفوظ رکھتے ہوئے بیم کی طاقت کو بڑھانے کے لیے ایک آپٹیکل ایمپلیفائر استعمال کیا جاتا ہے۔ ماسٹر آسکیلیٹر کو طاقتور ہونے کی ضرورت نہیں ہے، اور اسے اعلی کارکردگی پر چلانے کی ضرورت نہیں ہے کیونکہ کارکردگی کا تعین بنیادی طور پر پاور ایمپلیفائر کے ذریعے ہوتا ہے۔ ایک عام ماسٹر آسکیلیٹر کے ذریعہ بیج والے کئی لیزر ایمپلیفائرز کا امتزاج ہائی پاور لیزر انرجی ریسرچ سہولت کا لازمی تصور ہے۔ اندرونی طور پر توسیع پذیر ڈیزائن ڈسک لیزر اچھی طاقت کی پیمائش کے لیے ڈیزائن کیا گیا ایک قسم کا سالڈ اسٹیٹ لیزر ڈسک لیزر (یا "فعال آئینہ") ہے۔ خیال کیا جاتا ہے کہ اس طرح کے لیزر مسلسل لہر کے عمل میں ایک فعال عنصر سے کئی کلو واٹ کی طاقت تک توسیع پذیر ہوتے ہیں۔ ایسا لگتا ہے کہ بڑھتا ہوا بے ساختہ اخراج، زیادہ گرمی اور راؤنڈ ٹرپ کا نقصان سب سے اہم عمل ہیں جو ڈسک لیزرز کی طاقت کو محدود کرتے ہیں۔ مستقبل کے پاور اسکیلنگ کے لیے، راؤنڈ ٹرپ نقصان میں کمی اور/یا کئی فعال عناصر کے امتزاج کی ضرورت ہے۔ فائبر لیزر فائبر لیزر ایک اور قسم کا سالڈ اسٹیٹ لیزر ہے جس میں اچھی پاور اسکیلنگ ہوتی ہے۔ فائبر لیزرز کی پاور اسکیلنگ رمن بکھرنے اور برلوئن بکھرنے سے محدود ہوتی ہے، اور اس حقیقت سے کہ اس طرح کے لیزرز بہت لمبے نہیں ہو سکتے۔ ڈبل پوش ریشوں کی محدود لمبائی ملٹی موڈ پمپ کی قابل استعمال طاقت کو محدود کرتی ہے، کیونکہ پمپ فائبر کے فعال کور میں مؤثر طریقے سے جذب نہیں ہوتا ہے۔ کلاڈنگ کی شکل کو بہتر بنانا پاور اسکیلنگ کی حد کو بڑھا سکتا ہے۔ فائبر ڈسک لیزر فائبر لیزرز کی پاور اسکیلنگ کی حد کو پمپ کی لیٹرل ڈیلیوری کے ساتھ بڑھایا جا سکتا ہے۔ یہ نام نہاد فائبر ڈسک لیزرز میں محسوس ہوتا ہے۔ اس طرح کے لیزر میں پمپ کو ڈسک کے کنارے سے پہنچایا جاتا ہے، جو ڈوپڈ کور کے ساتھ کنڈلی والے فائبر سے بنا ہوتا ہے۔ اس طرح کی کئی ڈسک (ان کے درمیان کولینٹ کے ساتھ) کو اسٹیک میں جوڑا جا سکتا ہے۔ ہیٹ سنک کا مسئلہ پاور اسکیلنگ گرمی کو ختم کرنے کی صلاحیت سے محدود ہے۔ عام طور پر، موثر لیزر ایکشن کے لیے ڈیزائن کیے گئے مواد کی تھرمل چالکتا، حرارت کی منتقلی (دھاتوں، ہیروں) کے لیے بہترین مواد کے مقابلے میں کم ہوتی ہے۔ کمپیکٹ ڈیوائس سے حرارت کی موثر نکاسی کے لیے، فعال میڈیم ایک تنگ سلیب ہونا چاہیے ؛ اے ایس ای کے اوپر مطلوبہ سمت میں روشنی کی وسعت کو فائدہ پہنچانے کے لیے، توانائی اور سر کو آرتھوگنل سمتوں میں واپس لیا جائے گا، جیسا کہ شکل میں دکھایا گیا ہے۔ کم پس منظر کے نقصان پر (عام طور پر، 0.1 یا 0.001 کی سطح پر) گرمی اور روشنی کو مخالف سمتوں میں واپس لیا جا سکتا ہے، جس سے وسیع یپرچر کے فعال عناصر کو اجازت ملتی ہے۔ اس صورت میں، پاور اسکیلنگ کے لیے کئی فعال عناصر کا امتزاج استعمال کیا جاتا ہے۔ مربوط اضافہ اور بیموں کے امتزاج کو علیحدہ لیزر بیموں کو ملا کر بھی حاصل کیا جا سکتا ہے۔ مکمل طور پر آزاد بیموں کو عام طور پر اکیلے ہر بیم سے زیادہ چمک کے ساتھ بیم تیار کرنے کے لیے جوڑا نہیں جا سکتا۔ بیموں کو صرف اس صورت میں جوڑا جا سکتا ہے جب وہ ایک دوسرے کے ساتھ مربوط ہوں۔ اس طرح کی بیموں کو فعال یا غیر فعال طور پر جوڑا جا سکتا ہے۔ لیزرز کے غیر فعال امتزاج (یا مربوط اضافے) میں، تمام مشترکہ لیزرز کے لیے عام صرف چند طریقے لیزنگ کی حد سے اوپر ہو سکتے ہیں۔ آٹھ لیزرز کے موثر غیر فعال امتزاج کی اطلاع دی گئی ہے۔ مزید پاور اسکیلنگ کے لیے گین بینڈوتھ اور/یا انفرادی لیزرز کی لمبائی میں تیزی سے اضافے کی ضرورت ہوتی ہے۔ فعال امتزاج سے مراد انفرادی لیزرز کے آؤٹ پٹ کے مرحلے کی حقیقی وقت کی پیمائش، اور ان سب کو مرحلے میں رکھنے کے لیے فوری ایڈجسٹمنٹ ہے۔ اس طرح کی ایڈجسٹمنٹ انکولی آپٹکس کے ذریعے کی جا سکتی ہے، جو صوتی تعدد پر مرحلے کے شور کو دبانے کے لیے موثر ہے۔ آل آپٹیکل سوئچنگ پر مبنی تیز تر اسکیموں پر تحقیق کی جا رہی ہے۔ حوالہ جات پاور اسکیلنگ