حال ہی میں، شمال مشرقی یونیورسٹی سے پروفیسر ژاؤ یونگ، سچوان یونیورسٹی سے ایسوسی ایٹ ریسرچر وو ہان، شینزین یونیورسٹی سے ایسوسی ایٹ ریسرچر ما روئی اور چین کی یونیورسٹی آف الیکٹرانک سائنس اینڈ ٹیکنالوجی کے پروفیسر وانگ زینان کی ٹیم نے سرحدی ترقی کا خاکہ پیش کرنے کے لیے تعاون کیا ہے۔ رینڈم فائبر لیزرز کے سپیکٹرل کنٹرول کا طریقہ کار، خصوصیات اور اطلاقات۔ انہوں نے رینڈم فائبر لیزرز کی تحقیقی پیشرفت کو اعلیٰ سپیکٹرل پیوریٹی، تنگ بینڈ آؤٹ پٹ، لچکدار ویو لینتھ ٹیوننگ، اور ملٹی ویو لینتھ آؤٹ پٹ کے ساتھ جامع طور پر متعارف کرایا، اسپیکٹرل کنٹرول پر مبنی رینڈم فائبر لیزرز کے اطلاق کا مختصراً خلاصہ کیا، اور ترقی کے امکانات، تحقیق کا انتظار کیا۔ راستے، اور سپیکٹرل کنٹرول پر مبنی رینڈم فائبر لیزرز کو درپیش چیلنجز۔
بے ترتیب لیزر کی ایک نئی قسم کے طور پر، رینڈم فائبر لیزر پچھلی دہائی میں تیار کردہ ایک تحقیقی ہاٹ سپاٹ رہا ہے۔ فکسڈ ریزوننٹ کیویٹی ڈھانچے کے ساتھ روایتی فائبر لیزرز کے مقابلے میں، رینڈم فائبر لیزرز کو گونجنے والے گہا کے عین مطابق ڈھانچے کی ضرورت نہیں ہوتی ہے اور ان میں ساختی ڈیزائن کی اعلیٰ آزادی ہوتی ہے۔ رینڈم فائبر لیزرز کے تبادلوں کی کارکردگی، سمت سازی، لاگت وغیرہ میں فوائد ہوتے ہیں، اور یہ اعلیٰ کارکردگی والے لیزرز کی مختلف شکلوں کی تعمیر کے لیے ایک اچھا پلیٹ فارم فراہم کر سکتے ہیں۔ خاص طور پر، مختلف گین میڈیا پر مبنی رینڈم فائبر لیزرز میں طول موج کی بہترین لچک ہوتی ہے اور یہ 1~2.1µm بینڈ میں صوابدیدی طول موج لیزر لیزنگ حاصل کر سکتے ہیں۔ حالیہ برسوں میں، محققین نے بے ترتیب فائبر لیزرز کی سپیکٹرل خصوصیات پر گہرائی سے نظریاتی اور تجرباتی تحقیق کی ہے۔ سپیکٹرل ریگولیشن کے ذریعے، رینڈم فائبر لیزرز اعلی سپیکٹرل پیوریٹی، تنگ بینڈوتھ اور ملٹی ویو لینتھ آؤٹ پٹ کی صلاحیت کو ظاہر کرتے ہیں۔ اس کے علاوہ، رینڈم فائبر لیزرز، اپنی منفرد سپیکٹرل خصوصیات کے ساتھ، فائبر آپٹک کمیونیکیشنز، فائبر آپٹک سینسنگ، اسپکل فری امیجنگ، سپر کنٹینیوم جنریشن، نان لائنر فریکوئنسی کنورژن، وسط اورکت لیزر پمپ کے ذرائع، اور لیزر میں وسیع اطلاق کے امکانات رکھتے ہیں۔ کارفرما inertial قید فیوژن (شکل 1)۔
رینڈم فائبر لیزرز کی سپیکٹرل خصوصیات پر بنیادی تحقیق
رینڈم فائبر لیزرز کی سپیکٹرل خصوصیات کو نظریاتی طور پر بیان کرنے اور ان کا تجزیہ کرنے اور ان کے جسمانی قوانین کو دریافت کرنے کے لیے، محققین نے ایک سپیکٹرم پر منحصر پاور سٹیڈی سٹیٹ توازن ماڈل، ایک نان لائنر شروڈنگر ماڈل، اور ایک ویو ڈائنامکس ماڈل تجویز کیا ہے تاکہ آؤٹ پٹ پاور کا درست اندازہ لگایا جا سکے۔ اور رینڈم فائبر لیزرز کی سپیکٹرل تبدیلی کا عمل۔ حالیہ برسوں میں، محققین نے تجرباتی طور پر رینڈم فائبر لیزرز کی سپیکٹرل شماریاتی خصوصیات کی کھوج کی ہے، بے ترتیب فائبر لیزرز میں ریپلیکا سمیٹری کو توڑنے کے لیے متعارف کرایا ہے، اور رینڈم فائبر لیزرز میں خرابی اور غیر لکیری تعاملات کو تلاش کرنے کے لیے اسپن گلاس تھیوری پر مبنی شماریاتی تجزیہ کے طریقے استعمال کیے ہیں۔
بہترین طول موج کی لچک کے ساتھ رینڈم فائبر لیزرز
مختلف گین میکانزم سے فائدہ اٹھانا، بشمول تھرڈ آرڈر نان لائنر ایفیکٹ گین (جیسے محرک رمن سکیٹرنگ اور محرک بریلوئن سکیٹرنگ) اور نایاب ارتھ آئن ڈوپنگ ایکٹیو گین (جیسے ytterbium-, erbium-, erbium/ytterbium-, بسمتھ-، اور thulium-doped ایکٹیو ریشے)، رینڈم فائبر لیزرز 1-2.1µm بینڈ میں کام کر سکتے ہیں۔ فکسڈ پمپوں کا استعمال کرتے ہوئے رینڈم فائبر لیزرز میں، ٹیون ایبل فلٹرز یا ویو لینتھ پر منحصر پوائنٹ آئینے کو ملا کر اور فلٹرز یا پوائنٹ آئینے کی سنٹر ویو لینتھ کو تبدیل کرنے سے وسیع رینج پر فلیٹ اور موثر ویو لینتھ ٹیوننگ حاصل کی جا سکتی ہے۔ اس کے علاوہ، طول موج کے قابل پروگرام پوائنٹ آئینے متعارف کروا کر، رینڈم فائبر لیزرز کے سپیکٹرم کو ڈیزائن کردہ سپیکٹرل شکل کے مطابق پروگرام اور مسلسل ٹیون کیا جا سکتا ہے۔ خاص طور پر، براڈ بینڈ پوائنٹ مررز اور بیک سکیٹرنگ فیڈ بیک پر مبنی رینڈم رامان فائبر لیزرز کے لیے، لیزر ویو لینتھ کو پمپ ویو لینتھ اور پمپ پاور کو براہ راست تبدیل کر کے ایک بڑی رینج پر مسلسل ٹیون کیا جا سکتا ہے۔
رینڈم فائبر لیزرز کا سپیکٹرل کنٹرول
کاسکیڈڈ رینڈم رمن فائبر لیزرز میں طول موج کی بہترین لچک ہوتی ہے۔ تاہم، جھرن کی تبدیلی کے عمل کے دوران، بقایا کم آرڈر والی سٹوکس لائٹ لیزر کی سپیکٹرل پاکیزگی کو کم کرنے کا سبب بنے گی۔ ایک نئی قسم کے ٹائم ڈومین مستحکم پمپ ماخذ کو اپناتے ہوئے (جیسے غیر مربوط براڈ بینڈ ایمپلیفائیڈ اسپونٹینیوس ایمیشن پمپنگ، یٹربیئم ڈوپڈ رینڈم فائبر لیزر پمپنگ، اور لائن وڈتھ وسیع سنگل فریکوئنسی لیزر پمپنگ)، محققین نے مختلف قسم کے کاسکیڈڈ رینڈم رینڈم فائبر حاصل کیا ہے۔ اعلی سپیکٹرل طہارت کے ساتھ لیزرز۔ دوسری طرف، ہائی پمپ پاور کے تحت، فائبر میں فور ویو مکسنگ اور کراس فیز ماڈیولیشن جیسے نان لائنر اثرات سے متاثر، مکمل طور پر اوپن کیویٹی رینڈم فائبر لیزر کی آؤٹ پٹ اسپیکٹرل بینڈوتھ عام طور پر کئی نینو میٹرز کے آرڈر پر ہوتی ہے۔ . اعلی کارکردگی والے لیزر فریکوئنسی کو دوگنا کرنے، اعلی درستگی کی پیمائش، اور مربوط فائبر کمیونیکیشن جیسے منظرناموں میں تنگ لکیر کی چوڑائی کے روشنی کے ذرائع کی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے، تنگ بینڈ رینڈم فائبر لیزرز کو ایڈجسٹ اسپیکٹرل کے ساتھ مختلف پوائنٹ ریفلیکٹرز کو شامل کرکے حاصل کیا جا سکتا ہے۔ شکل اور بینڈوڈتھ کو نیم کھلی کیویٹی رینڈم فائبر لیزر ڈھانچے میں، یا مختلف گین میڈیا (جیسے محرک بریلوئن سکیٹرنگ) اور مختلف غیر فعال ریشوں (جیسے پولرائزیشن کو برقرار رکھنے والے فائبر، زیادہ بکھرنے والے فائبر)، اور پمپنگ کو بہتر بناتے ہوئے سکیم اس کے علاوہ، رینڈم فائبر لیزرز کی کثیر طول موج کی پیداوار لیزر میں سپیکٹرل فلٹرنگ عناصر کو شامل کر کے یا کیسکیڈڈ محرک بریلوئن سکیٹرنگ گین کا استعمال کر کے حاصل کی جا سکتی ہے۔
سپیکٹرل کنٹرول پر مبنی رینڈم فائبر لیزرز کا اطلاق
رینڈم فائبر لیزرز کا ساختی ڈیزائن اور لچکدار طول موج کی تبدیلی انہیں خصوصی بینڈز میں لیزر لیزنگ کو محسوس کرنے کے لیے زیادہ موزوں بناتی ہے تاکہ ایپلی کیشنز کی ضروریات کو پورا کیا جا سکے جیسے کہ تقسیم شدہ سگنل ایمپلیفیکیشن، ہائی سگنل ٹو شور ریشو فائبر سینسنگ، نان لائنر فریکوئنسی کنورژن اور وسط۔ اورکت پمپنگ. ایک ہی وقت میں، گونجنے والی گہا کے ڈھانچے پر مبنی فائبر لیزرز کے مقابلے میں، سپیکٹرل طور پر بے ترتیب رینڈم فائبر لیزرز کو وقتی ڈومین کا بہتر استحکام ثابت کیا گیا ہے۔ لہذا، رینڈم فائبر لیزرز کو لیزر سورس کے استحکام کے لیے اعلی تقاضوں کے ساتھ ایپلی کیشن کے منظرناموں میں زیادہ فوائد حاصل ہوتے ہیں۔ اس کے علاوہ، رینڈم فائبر لیزرز کی کم ہم آہنگی اور سپیکٹرل کنٹرول ایبلٹی انہیں اعلی کارکردگی والی امیجنگ اور لیزر سے چلنے والی جڑی قید فیوژن میں ایپلی کیشن کی منفرد صلاحیت دکھانے کے قابل بناتی ہے۔
