تعریف: ایک لیزر جو ڈوپڈ آپٹیکل فائبر کو گین میڈیم کے طور پر استعمال کرتا ہے، یا ایک لیزر جس میں لیزر گونجنے والی گہا کی اکثریت آپٹیکل فائبر پر مشتمل ہوتی ہے۔
فائبر لیزرز عام طور پر لیزرز کو کہتے ہیں جو آپٹیکل ریشوں کو گین میڈیم کے طور پر استعمال کرتے ہیں، حالانکہ کچھ لیزرز جو سیمی کنڈکٹر گین میڈیا (سیمی کنڈکٹر آپٹیکل ایمپلیفائر) اور فائبر گونجنے والی گہاوں کا استعمال کرتے ہیں انہیں فائبر لیزرز (یا سیمی کنڈکٹر آپٹیکل لیزرز) بھی کہا جا سکتا ہے۔ اس کے علاوہ، لیزرز کی کچھ دوسری قسمیں (مثلاً، فائبر کپلڈ سیمی کنڈکٹر ڈائیوڈس) اور فائبر امپلیفائرز کو بھی فائبر لیزر (یا فائبر لیزر سسٹم) کہا جاتا ہے۔
زیادہ تر معاملات میں حاصل کرنے کا ذریعہ نایاب ارتھ آئن ڈوپڈ فائبر ہے، جیسے ایربیئم (Er3+)، یٹربیئم (Yb3+)، تھوریم (Tm3+)، یا پراسیوڈیمیم (Pr3+)، اور اسے ایک یا زیادہ فائبر کے ساتھ مل کر لیزر ڈایڈس کے ذریعے پمپ کرنے کی ضرورت ہے۔ اگرچہ فائبر لیزرز کا حاصل میڈیم سالڈ سٹیٹ بلک لیزرز جیسا ہی ہے، لیکن ویو گائیڈ اثرات اور چھوٹے موثر موڈ ایریاز کے نتیجے میں مختلف خصوصیات والے لیزرز ہوتے ہیں۔ مثال کے طور پر، ان میں عام طور پر لیزر سے زیادہ فائدہ ہوتا ہے اور گونجنے والی گہا کے نقصانات ہوتے ہیں۔ فائبر لیزر اور باڈی لیزر کی اصطلاحات دیکھیں۔
فائبر لیزر گونجنے والی گہا
فائبر آپٹک کا استعمال کرتے ہوئے لیزر کی گونج والی گہا حاصل کرنے کے لیے، کچھ ریفلیکٹرز کو لکیری گونجنے والی گہا بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے یا فائبر رِنگ لیزر کو من گھڑت بنایا جا سکتا ہے۔ لکیری آپٹیکل لیزر ریزوننٹ گہا میں مختلف قسم کے ریفلیکٹر استعمال کیے جا سکتے ہیں:
1. لیبارٹری سیٹ اپ میں، عمودی طور پر کٹے ہوئے فائبر پورٹ پر ایک عام ڈیکروک ریفلیکٹر استعمال کیا جا سکتا ہے، جیسا کہ شکل 1 میں دکھایا گیا ہے۔ تاہم، یہ محلول بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے استعمال نہیں کیا جا سکتا اور یہ پائیدار نہیں ہے۔
2. ننگے ریشے کے آخری چہرے پر فریسنل کی عکاسی فائبر لیزر کے لیے آؤٹ پٹ کپلر کے طور پر کام کرنے کے لیے کافی ہے۔ تصویر 2 میں ایک مثال دی گئی ہے۔
3. ڈائی الیکٹرک کوٹنگ کو براہ راست فائبر پورٹ پر جمع کرنا بھی ممکن ہے، عام طور پر بخارات کے ذریعے۔ اس طرح کی ملعمع کاری ایک وسیع رینج پر بڑی عکاسی دیتی ہے۔
4. تجارتی مصنوعات کے لیے، فائبر بریگ گریٹنگز کا استعمال عام طور پر کیا جاتا ہے، جو براہ راست ڈوپڈ ریشوں سے یا غیر ڈوپڈ ریشوں کو فعال ریشوں میں فیوز کرکے تیار کیا جا سکتا ہے۔ شکل 3 ایک ڈسٹری بیوٹڈ بریگ ریفلیکشن لیزر (DBR لیزر) دکھاتا ہے جس میں دو فائبر گریٹنگز ہوتے ہیں، اور ایک ڈسٹری بیوٹڈ فیڈ بیک لیزر موجود ہوتا ہے جہاں ڈوپڈ فائبر میں گریٹنگ ہوتی ہے جس کے درمیان فیز شفٹ ہوتا ہے۔
5. اگر فائبر سے نکلنے والی روشنی کو لینس کا استعمال کرتے ہوئے ہم آہنگ کیا جاتا ہے اور ڈیکروک ریفلیکٹر کے ذریعے واپس منعکس کیا جاتا ہے، تو بہتر پاور ہینڈلنگ حاصل کی جا سکتی ہے (مثال کے طور پر، شکل 4)۔ ریفلیکٹر کے ذریعے حاصل ہونے والی روشنی میں بیم کا بڑا حصہ ہونے کی وجہ سے اس کی شدت بہت کم ہو جائے گی۔ تاہم، تھوڑی سی غلط ترتیب نمایاں عکاسی کے نقصانات کا سبب بن سکتی ہے اور فائبر کے آخری چہرے پر اضافی فریسنیل عکاسی فلٹرنگ اثر پیدا کر سکتی ہے۔ مؤخر الذکر کو ٹیلٹ کٹ فائبر پورٹس کا استعمال کرکے دبایا جاسکتا ہے، لیکن اس سے طول موج پر منحصر نقصانات کا تعارف ہوتا ہے۔
6. ایک آپٹیکل لوپ ریفلیکٹر بھی بنایا جا سکتا ہے (شکل 5)، فائبر کپلر اور غیر فعال فائبر کا استعمال کرتے ہوئے۔
زیادہ تر آپٹیکل لیزرز کو ایک یا ایک سے زیادہ فائبر کپلڈ سیمی کنڈکٹر لیزرز کے ذریعے پمپ کیا جاتا ہے۔ پمپ کی روشنی کو براہ راست کور میں جوڑا جاتا ہے، یا زیادہ طاقت پر پمپ کی کلیڈنگ میں (دیکھیں ڈوئل کلیڈنگ فائبرز)، جیسا کہ ذیل میں مزید تفصیل سے بحث کی گئی ہے۔
فائبر لیزرز کی کئی اقسام موجود ہیں، جن میں سے کئی ذیل میں بیان کی گئی ہیں۔
