Chemical laser
کیمیائی لیزر ایک لیزر ہے جو کیمیائی رد عمل سے اپنی توانائی حاصل کرتا ہے۔ کیمیائی لیزر میگاواٹ کی سطح تک پہنچنے والی طاقت کے ساتھ مسلسل لہر کی پیداوار تک پہنچ سکتے ہیں۔ ان کا استعمال صنعت میں کاٹنے اور کھودنے کے لیے کیا جاتا ہے۔ کیمیائی لیزرز کی عام مثالیں کیمیائی آکسیجن آیوڈین لیزر (سی او آئی ایل)، آل گیس فیز آیوڈین لیزر (اے جی آئی ایل)، اور ہائیڈروجن فلورائڈ (ایچ ایف) اور ڈیوٹیریم فلورائڈ (ڈی ایف) لیزرز ہیں، یہ سب وسطی انفراریڈ خطے میں کام کرتے ہیں۔ ایک DF-CO2 لیزر (ڈیوٹیریم فلورائڈ-کاربن ڈائی آکسائیڈ) بھی ہے، جو COIL کی طرح ایک "ٹرانسفر لیزر" ہے۔ ایچ ایف اور ڈی ایف لیزر غیر معمولی ہیں، اس لحاظ سے کہ لیزنگ کے لیے درکار حد کو عبور کرنے کے لیے کافی توانائی کے ساتھ کئی سالماتی توانائی کی منتقلی ہوتی ہیں۔ چونکہ مالیکیول توانائی کو دوبارہ تقسیم کرنے کے لیے کثرت سے نہیں ٹکراتے ہیں، اس لیے ان میں سے کئی لیزر موڈ یا تو بیک وقت، یا انتہائی تیز یکے بعد دیگرے کام کرتے ہیں، تاکہ HF یا DF لیزر بیک وقت کئی طول موج پر کام کرتا نظر آئے جب تک کہ طول موج کے انتخاب کا آلہ ریزونیٹر میں شامل نہ ہو۔ سی ڈبلیو کیمیائی ایچ ایف/ڈی ایف لیزر کی ابتدا کیمیائی رد عمل کی کمپن سے پرجوش مصنوعات پر مبنی اورکت لیزرز کی تخلیق کا امکان سب سے پہلے 1961 میں جان پولانی نے پیش کیا تھا۔ ایک پلسڈ کیمیائی لیزر کا مظاہرہ جیروم وی وی کاسپر اور جارج سی پیمنٹل نے 1965 میں کیا تھا۔ سب سے پہلے، کلورین (سی ایل 2) کو تیزی سے ایٹموں میں فوٹو سے الگ کیا گیا، جس نے پھر ہائیڈروجن کے ساتھ تعامل کیا، جس سے لیزر کے لیے موزوں پرجوش حالت میں ہائیڈروجن کلورائد (ایچ سی ایل) حاصل ہوا۔ پھر ہائیڈروجن فلورائڈ (ایچ ایف) اور ڈیوٹیریم فلورائڈ (ڈی ایف) کا مظاہرہ کیا گیا۔ پیمنٹل نے ڈی ایف-سی او 2 ٹرانسفر لیزر کی تلاش کی۔ اگرچہ اس کام نے خالص طور پر کیمیائی مسلسل لہر لیزر تیار نہیں کیا، لیکن اس نے کیمیائی لیزر کے لیے پمپنگ میکانزم کے طور پر کیمیائی رد عمل کی عملداری کو ظاہر کر کے راہ ہموار کی۔ مسلسل لہر (سی ڈبلیو) کیمیائی ایچ ایف لیزر کا پہلی بار 1969 میں مظاہرہ کیا گیا تھا، اور 1972 میں ڈی جے اسپینسر، ٹی اے جیکبز، ایچ میرلز اور آر ڈبلیو ایف گروس نے ایل سیگنڈو، کیلیفورنیا میں ایرو اسپیس کارپوریشن میں پیٹنٹ کرایا تھا۔ اس آلہ نے ایک نظری گہا کے اندر H2 اور F کی ملحقہ ندیوں کے اختلاط کا استعمال کیا، تاکہ کمپن سے پرجوش HF بنایا جا سکے جو کہ لیزڈ تھا۔ جوہری فلورائن کو ڈی سی الیکٹریکل ڈسچارج کا استعمال کرتے ہوئے ایس ایف 6 گیس کی علیحدگی کے ذریعے فراہم کیا گیا تھا۔ بعد میں امریکی فوج، امریکی فضائیہ، اور امریکی بحریہ کے ٹھیکیدار تنظیموں میں کام کریں (مثال کے طور پر۔ ٹی آر ڈبلیو) نے جوہری فلورائن فراہم کرنے کے لیے کیمیائی رد عمل کا استعمال کیا، یہ تصور اسپینسر اور دیگر کے پیٹنٹ انکشاف میں شامل ہے۔ مؤخر الذکر ترتیب نے برقی طاقت کی ضرورت کو ختم کر دیا اور فوجی ایپلی کیشنز کے لیے ہائی پاور لیزرز کی ترقی کا باعث بنا۔ ایچ ایف لیزر کی کارکردگی کا تجزیہ پیچیدہ ہے کیونکہ ملحقہ سپرسونک ندیوں کے سیال متحرک اختلاط، متعدد غیر توازن کیمیائی رد عمل اور نظری گہا کے ساتھ فائدہ میڈیم کے تعامل پر بیک وقت غور کرنے کی ضرورت ہے۔ ایرو اسپیس کارپوریشن کے محققین نے پہلا عین مطابق تجزیاتی (شعلہ شیٹ) حل تیار کیا، پہلا عددی کمپیوٹر کوڈ حل اور پہلا آسان ماڈل جو سی ڈبلیو ایچ ایف کیمیائی لیزر کی کارکردگی کو بیان کرتا ہے۔ کیمیائی لیزرز نے ریزونیٹر تجزیہ کے لیے ویو آپٹکس حسابات کے استعمال کی حوصلہ افزائی کی۔ اس کام کا آغاز ای اے زیکلاس (پراٹ اینڈ وٹنی) اور اے ای سیگ مین (اسٹینفورڈ یونیورسٹی) نے کیا تھا۔ ان کے کام کا پہلا حصہ ہرمیٹ-گوسیائی توسیع سے متعلق ہے اور اس کا حصہ دوم کے مقابلے میں بہت کم استعمال ہوا ہے، جس میں فاسٹ فورئیر ٹرانسفارم طریقہ کار سے نمٹا گیا ہے، جو اب یونائیٹڈ ٹیکنالوجیز کارپوریشن، لاک ہیڈ مارٹن، ایس اے آئی سی، بوئنگ، ٹی او ایس سی، ایم زیڈ اے (ویو ٹرین) اور او پی سی آئی میں ایک معیاری ٹول ہے۔ ان میں سے زیادہ تر کمپنیوں نے 1970 اور 1980 کی دہائی میں ڈی اے آر پی اے، یو ایس ایئر فورس، یو ایس آرمی، یا یو ایس نیوی کے لیے ایچ ایف اور ڈی ایف لیزر بنانے کے معاہدوں کے لیے مقابلہ کیا۔ جنرل الیکٹرک اور پراٹ اینڈ وٹنی 1980 کی دہائی کے اوائل میں مقابلے سے باہر ہو گئے اور راکٹ ڈائن (اب پراٹ اینڈ وٹنی کا حصہ ہے-حالانکہ لیزر تنظیم آج بھی بوئنگ کے ساتھ ہے) اور ٹی آر ڈبلیو (اب نارتھروپ گرومین کا حصہ ہے) کے لیے میدان چھوڑ دیا۔ جامع کیمیائی لیزر ماڈل ایس اے آئی سی میں آر سی ویڈ نے، ٹی آر ڈبلیو میں سی سی شیہ نے، ڈی بلک اور ایم ای لین ہارٹ نے، اور راکٹ ڈائن میں ڈی اے ہومز اور ٹی آر ویٹ نے تیار کیے تھے۔ ان میں سے، شاید سب سے زیادہ نفیس ٹی آر ڈبلیو میں سی آر او کیو کوڈ تھا، جس نے ایرو اسپیس کارپوریشن میں ابتدائی کام کو پیچھے چھوڑ دیا۔ کارکردگی کیمیائی شرح کے مطالعے کے ساتھ مل کر ابتدائی تجزیاتی ماڈلز یونائیٹڈ ایرکرافٹ، اور دی ایرو اسپیس کارپوریشن میں موثر تجرباتی سی ڈبلیو ایچ ایف لیزر ڈیوائسز کے ڈیزائن کا باعث بنے۔ 10 کلو واٹ تک بجلی کی سطح حاصل کی گئی۔ ڈی ایف لیزنگ کو ایچ 2 کے لیے ڈی 2 کے متبادل کے ذریعے حاصل کیا گیا تھا۔ یونائیٹڈ ایرکرافٹ ریسرچ لیبارٹریز کے ایک گروپ نے ایک دوبارہ گردش کرنے والا کیمیائی لیزر تیار کیا، جو کیمیائی رد عمل کے مسلسل استعمال پر انحصار نہیں کرتا تھا۔ ریڈونڈو بیچ، کیلیفورنیا میں ٹی آر ڈبلیو سسٹمز گروپ نے بعد میں اعلی طاقت والے سی ڈبلیو ایچ ایف/ڈی ایف لیزر بنانے کے لیے امریکی فضائیہ کے معاہدے حاصل کیے۔ ایرو اسپیس کارپوریشن کے ڈیزائن کے اسکیل اپ ورژن کا استعمال کرتے ہوئے، ٹی آر ڈبلیو نے 100 کلو واٹ بجلی کی سطح حاصل کی۔ جنرل الیکٹرک، پراٹ اینڈ وٹنی، اور راکٹ ڈائن نے اور بھی بڑے لیزر بنانے کے لیے ڈی او ڈی کے معاہدے حاصل کرنے کی توقع میں کمپنی کے فنڈز پر مختلف کیمیائی لیزر بنائے۔ صرف راکٹ ڈائن نے ٹی آر ڈبلیو کے ساتھ مقابلہ جاری رکھنے کے لیے کافی قیمت کے معاہدے حاصل کیے۔ ٹی آر ڈبلیو نے امریکی بحریہ کے لیے ایم آئی آر اے سی ایل ڈیوائس تیار کیا جس نے میگاواٹ پاور کی سطح حاصل کی۔ مؤخر الذکر کو کسی بھی قسم کا سب سے زیادہ طاقت والا مسلسل لیزر سمجھا جاتا ہے، جو آج تک (2007) تیار کیا گیا ہے۔ ٹی آر ڈبلیو نے ڈی اے آر پی اے زینتھ اسٹار کے لیے ایک سلنڈریکل کیمیائی لیزر (الفا لیزر) بھی تیار کیا، جس میں اس سے بھی بڑی طاقتوں کے لیے توسیع پذیر ہونے کا نظریاتی فائدہ تھا۔ تاہم، 1990 تک، کیمیائی لیزرز میں دلچسپی کم طول موج کی طرف منتقل ہو گئی تھی، اور کیمیائی آکسیجن آیوڈین لیزر (COIL) نے سب سے زیادہ دلچسپی حاصل کی، جس سے 1.315 μm پر تابکاری پیدا ہوئی۔ ایک اور فائدہ یہ ہے کہ COIL لیزر عام طور پر واحد طول موج تابکاری پیدا کرتا ہے، جو بہت اچھی طرح سے مرکوز بیم بنانے کے لیے بہت مددگار ہے۔ اس قسم کا COIL لیزر آج کل ABL (ایئر بورن لیزر، لیزر خود نارتھروپ گرومین کے ذریعہ بنایا جا رہا ہے) اور بوئنگ کے ذریعہ تیار کردہ ATL (ایڈوانسڈ ٹیکٹیکل لیزر) میں استعمال ہوتا ہے۔ دریں اثنا، امریکی فوج ایس ایم ڈی سی کے تعاون سے اسرائیلی وزارت دفاع کے لیے 1990 کی دہائی کے آخر میں بنائے گئے ٹی ایچ ای ایل (ٹیکٹیکل ہائی انرجی لیزر) کے لیے کم طاقت والے ایچ ایف لیزر کا استعمال کیا گیا۔ راکٹوں اور توپ خانے کے خلاف کافی حقیقت پسندانہ ٹیسٹوں میں تاثیر کا مظاہرہ کرنے والا یہ پہلا فیلڈ ہائی انرجی لیزر ہے۔ ایم آئی آر اے سی ایل لیزر نے وائٹ سینڈز میزائل رینج پر اپنے سامنے اڑائے گئے کچھ اہداف کے خلاف تاثیر کا مظاہرہ کیا ہے، لیکن اسے فیلڈ ہتھیار کے طور پر حقیقی خدمت کے لیے ترتیب نہیں دیا گیا ہے۔ اے بی ایل اہم حدود سے کئی مکمل سائز کے میزائلوں کو مار گرانے میں کامیاب رہا، اور اے ٹی ایل حرکت پذیر زمینی گاڑیوں اور دیگر حکمت عملی کے اہداف کو غیر فعال کرنے میں کامیاب رہا۔ کیمیائی لیزرز کی کارکردگی کے فوائد کے باوجود، محکمہ دفاع نے 2012 میں ایئر بورن لیزر ٹیسٹ بیڈ کے خاتمے کے ساتھ کیمیائی لیزر سسٹم کی تمام ترقیات کو روک دیا۔ "قابل تجدید" توانائی کے منبع کی خواہش، یعنی۔ فلورائن، ڈیوٹیریم، بنیادی ہائیڈروجن-پیرو آکسائیڈ، یا آیوڈین جیسے غیر معمولی کیمیکلز کی فراہمی نہ ہونے کی وجہ سے ڈی او ڈی نے برقی طور پر پمپ شدہ لیزرز جیسے ڈایڈڈ پمپڈ الکالی لیزرز (ڈی پی اے ایل ایس) پر زور دیا۔ ایک "انسائیڈ دی آرمی" ہفتہ وار رپورٹ میں "ڈائریکٹڈ انرجی ماسٹر پلان" کا ذکر ہے حوالہ جات امریکی ایجادات