لیزر 20ویں صدی کے بعد جوہری توانائی، کمپیوٹرز اور سیمی کنڈکٹرز کے بعد بنی نوع انسان کی ایک اور بڑی ایجاد ہے۔ اسے "تیز ترین چاقو"، "سب سے درست حکمران،" اور "روشن ترین روشنی" کے نام سے جانا جاتا ہے۔ 16 مئی 1960 کو امریکی ماہر طبیعیات تھیوڈور میمن نے دنیا کی پہلی لیزر ایجاد کی۔ پہلی بار، انسانیت کو بہترین یک رنگی، اعلیٰ ہم آہنگی، اور اعلی توانائی کی کثافت کے ساتھ ایسے معجزاتی روشنی کے منبع تک رسائی حاصل ہوئی۔ 1960 میں پہلی لیزر کی ایجاد کے بعد سے، لیزر کو مواصلات، ادویات، صنعتی پیداوار، فوجی ہتھیاروں اور دیگر شعبوں میں وسیع پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے، جو ایک کراس-ضابطہ عامہ-مقصد کی ٹیکنالوجی بن گئی ہے جس نے بہت سے شعبوں میں تحقیق پر زبردست اثر ڈالا ہے اور سماجی پیداوار کی کارکردگی میں بہتری کو فروغ دیا ہے۔ تو، بالکل ایک لیزر کیا ہے؟ اور یہ کیسے پیدا ہوتا ہے؟
لیزر ایک مخفف ہے "لائٹ ایمپلیفیکیشن بذریعہ تابکاری کے محرک اخراج" کا مطلب ہے تابکاری کے محرک اخراج کی وجہ سے روشنی پروردن۔ جب یہ ٹیکنالوجی 1964 میں چین میں متعارف کرائی گئی تو مسٹر Qian Xuesen نے اس کے لیے یہ نام وضع کیا۔ مقبول استعمال میں، اس کا ایک انتہائی متاثر کن ترجمہ شدہ نام بھی ہے، "لیشے"۔ لیزرز کو سمجھنے سے پہلے، آئیے پہلے دیکھتے ہیں کہ روشنی کیا ہے۔
روشنی فوٹون کے ذریعہ تیار کی جاتی ہے۔ 1905 میں، البرٹ آئن سٹائن نے سب سے پہلے فوٹو الیکٹرک اثر پر اپنے مقالے میں فوٹونز کا تصور پیش کیا۔ فوٹان ان بنیادی ذرات میں سے ایک ہیں جو مادے کو بناتے ہیں۔ فوٹون بہت چھوٹے ہوتے ہیں اور جب آرام کرتے ہیں تو اس کا کوئی وزن نہیں ہوتا۔ کوانٹم میکانکس کے اصولوں کے مطابق، جب ایک الیکٹران اعلی-توانائی کے بیرونی خول سے کم-توانائی کے اندرونی خول پر گرتا ہے، تو متعلقہ ایٹم نیوکلئس ایک فوٹون جاری کرتا ہے، اس طرح روشنی پیدا ہوتی ہے۔ الیکٹران جتنے زیادہ خولوں سے گزرے گا، فوٹوون کی توانائی اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ یہ عمل الٹنے والا ہے۔ جب ایک فوٹون واقع ہوتا ہے، جوہری مرکزہ فوٹوون کو جذب کرتا ہے، اور الیکٹران، توانائی حاصل کرنے کے بعد، کم-انرجی کے اندرونی خول سے ایک اعلی{10}}انرجی بیرونی خول میں منتقل ہوتا ہے۔
لیزر کی خصوصیت یہ ہے کہ اس کے تمام فوٹون ایک ہی طول موج اور مرحلے کے ساتھ ایک ساتھ حرکت کرتے ہیں۔ ایک جوہری نظام میں، الیکٹران بنیادی طور پر تہوں میں حرکت کرتے ہیں۔ جب ایک ایٹم اس کے بیرونی ماحول سے متاثر ہوتا ہے، اور اعلی-توانائی کے الیکٹران توانائی کی کم سطح پر منتقل ہوتے ہیں، تو دو مظاہر ہوتے ہیں: "خود کا اخراج" اور "محرک اخراج۔" لیزر محرک اخراج کے ذریعے تیار کیے جاتے ہیں۔ سیدھے الفاظ میں، لیزر وہ "روشنی تابکاری" ہے جو اس وقت خارج ہوتی ہے جب کسی مادے کے ایٹم کسی مخصوص "پمپنگ سورس" سے "پرجوش" ہوتے ہیں۔
لیزر ایک ایسا آلہ ہے جو لیزر روشنی پیدا کرتا ہے، بنیادی طور پر پمپ کے ذریعہ، ایک گین میڈیم، اور ایک گونجنے والی گہا پر مشتمل ہوتا ہے۔ پمپ کا ذریعہ لیزر کا اتیجیت کا ذریعہ ہے، جو کم-توانائی والے الیکٹرانوں کو توانائی فراہم کرتا ہے تاکہ انہیں توانائی کی اعلی سطحوں پر اکسایا جا سکے۔ عام پمپ کے ذرائع میں آپٹیکل اتیجیت، گیس خارج ہونے والی حوصلہ افزائی، کیمیائی حوصلہ افزائی، اور جوہری توانائی کی حوصلہ افزائی شامل ہیں. گونجنے والی گہا پمپ کے ذریعہ اور گین میڈیم کے درمیان سرکٹ ہے، جو عام طور پر دو آئینے پر مشتمل ہوتا ہے جس میں مخصوص ہندسی اشکال اور آپٹیکل ریفلیکشن خصوصیات کو ایک خاص طریقے سے ملایا جاتا ہے۔ یہ پرجوش روشنی کو گہا کے اندر متعدد بار آگے پیچھے سفر کرنے کی اجازت دیتا ہے، مربوط، پائیدار دوغلے بناتا ہے جو بڑھا ہوا ہوتا ہے، اور روشنی کے شہتیر کی فریکوئنسی اور سمت کو بھی محدود کرتا ہے۔ گین میڈیم سے مراد ورکنگ میڈیم ہے جو روشنی کو بڑھاتا ہے۔
چونکہ آئن سٹائن نے 1917 میں محرک اخراج کی تجویز پیش کی تھی، سائنسدانوں نے 1960 میں دنیا کی پہلی لیزر بنانے سے پہلے 43 سال کی انتھک ریسرچ میں گزارے۔ کیلیفورنیا میں ہیوز ریسرچ لیبارٹریز سے تعلق رکھنے والے سائنسدان میمن نے ایک اعلی-شدت والے فلیش لیمپ کا استعمال کیا جس میں ایک روبوٹ لیمپ کو روشن کیا گیا۔ سرخ روشنی خارج کرنے کے لیے روبی روبی کی سطح میں ایک سوراخ کو کھودنے سے، جو ایک عکاس آئینے کے ساتھ لیپت تھا، سرخ روشنی اس سوراخ سے نکل سکتی ہے، جس سے سرخ روشنی کی ایک انتہائی مرتکز، تنگ شہتیر پیدا ہوتی ہے۔ جب اس شہتیر کو کسی مقام پر ہدایت کی گئی تو یہ سورج کی سطح سے زیادہ درجہ حرارت تک پہنچ سکتی ہے۔ اس طرح، دنیا کا پہلا لیزر-روبی لیزر-پیدا ہوا، جس کی طول موج 0.6943 مائکرو میٹر ہے۔ یہ بنی نوع انسان کی طرف سے تیار کردہ پہلی لیزر بیم تھی۔
