1960 میں، دنیا کی پہلی مصنوعی لیزر نے کیلوریفیریا ایسس لابرٹ کا استحکام چھیڑا، اور تھیوڈور مہمان کی طرف سے ایجاد شدہ لسی لیزر نے لیزرز کی انسانی تخلیق اور دنیا کو تبدیل کرنے کے لئے لاسروں کے استعمال کو دروازہ کھول دیا. گزشتہ پچاس سالوں سے، لیزر سائنس کی ترقی تیزی سے ہوئی ہے، اور لیزر ٹیکنالوجی کی مقبولیت اور درخواست نے لوگوں کو ہر پہلوؤں سے بھی زندگی میں داخل کیا ہے. لیکن زیادہ تر لوگوں کو صرف یہ معلوم ہے کہ لیزرز اس مقصد کا حامل ہیں، لیکن وہ نہیں جانتے کہ کس طرح لیزر سے آیا تھا. لہذا، یہ مضمون نسبتا عام زبان میں لیزر تشکیل کے اصول کی وضاحت کرے گا.
لیزر قیام کے اصول کو سمجھنے کے لئے، سب سے پہلے سمجھتے ہیں کہ توانائی کی سطح کیا ہے. سادہ شرائط میں، توانائی کی سطح ایک ایسی ریاست ہے جس میں ہر ایٹم (اصل میں ایک ایٹرایولر الیکٹران) ایک خاص مقدار کی توانائی رکھتا ہے، اور مختلف توانائی کے سطح سے پتہ چلتا ہے کہ توانائی کی ایٹم مختلف ہوتی ہے. توانائی کی سطح کا بلند، extranuclear برقی توانائی کی زیادہ طاقت، اور آسانی سے نیچ سے دور توڑنا ہے. سمجھنے کے لئے، جوہری ڈھانچے کا سب سے آسان ہائڈروجن ایٹم ایک مثال کے طور پر لیا جاتا ہے.
ن کی توانائی کی سطح E کے مطابق ایک کمانم نمبر کی نمائندگی کرتا ہے. جب ن = 1، یہ ہائیڈروجن ایٹم کی مستحکم حالت میں توانائی کی سطح کو اشارہ کرتا ہے، جس کو زمین ریاست (E1 سطح) کہا جاتا ہے. ن = 2، 3، 4، وغیرہ کو حوصلہ افزائی ریاستوں (E2 توانائی کی سطح، E3 توانائی کی سطح، E4 توانائی کی سطح، وغیرہ) کہا جاتا ہے. ڈینش فیزیکسٹ بوہ کے نظریہ کے مطابق، جب ایٹم ایک مستحکم زمینی ریاست میں ہے تو، اگر یہ بیرونی دنیا کی طرف سے حوصلہ افزائی کی جاتی ہے اور اسی بیرونی توانائی کو جذب کرتا ہے، تو یہ ایک حوصلہ افزائی ریاست بنانے کے لئے ایک اعلی توانائی کی سطح پر چل جائے گی. ایٹم حوصلہ افزائی ریاست میں ناقابل اعتماد ہے. جب ایٹم حوصلہ افزائی کی حالت میں ہے، تو اس کے ساتھ ہی کم توانائی کی سطح پر منتقلی ہوتی ہے. زمینی ریاست میں ایک یا کئی ٹرانزیشن کے بعد، متعلقہ توانائی کو کم توانائی کی سطح پر منتقلی کے دوران جاری کیا گیا ہے. اس متعلقہ توانائی کو ایک مخصوص فریکوئنسی کی شکل میں موجود ہے، جو توانائی کی سطح کی آریگرام کے دائیں طرف اور اس کی فوٹو ایونٹ E = h5 = Em - En کی طرف سے شمار کی جا سکتی ہے. ایچ فیزیکسٹ (پیمک مسلسل) کی طرف سے ماپا مقررہ قیمت ہے، ν photon کی فریکوئنسی ہے (جس میں فرون کو حوصلہ افزائی ریاست سے زمین کی ریاست سے جاری کیا جاتا ہے، جس میں بیرونی تابکاری کی روشنی کی تعدد ہے، جو لیزر ہے جب لیزر قائم کیا جاتا ہے. تعدد، جو لیزر λ = c / ν، کی روشنی کی طول و عرض کا تعین کرتا ہے، سی روشنی کی رفتار ہے).
توانائی کی سطح کی ساخت کو سمجھنے کے بعد، یہ دیکھ لیں کہ لیزر کس طرح قائم کیا گیا ہے. آسان تفہیم کے لئے، سب سے آسان روبی لیزر ایک مثال کے طور پر لیا جاتا ہے. روبی لیزر ایک ٹھوس ریاست لیزر ہے. کام کرنے والے مادہ ایک روٹی چھڑی ہے. کرسٹل میٹرکس Al2O3 ہے، جو 0.02٪ Cr2O3 کے ساتھ doped ہے. روبی کارروائی میں Cr3 + (کرومیم آئن) کے حوصلہ افزائی کے عمل کی طرف سے حاصل کیا جاتا ہے، لہذا Cr3 + اکثر فعال فعال آئن کہا جاتا ہے، جس میں ردی میں پیدا لیزر کی "جسم" ہے. روبی، ایلومینا کا بنیادی اجزاء، صرف ایک میٹرکس ہے جس میں مشتمل Chromium آئنوں، جو صرف لیزر کارروائی پر صرف ایک غیر مستقیم اثر ہے. اس کی توانائی کی سطح کا ڈھانچہ دکھایا گیا ہے:
جب پمپ روشنی روبی کو روشن کرتی ہے تو، زمین کی حالت میں Cr3 + آئن ایک مخصوص طول و عرض کی روشنی اور ٹرانزیشن کو E3 سطح پر جذب کرتا ہے. Cr3 + آئن اس توانائی کی سطح پر بہت مختصر زندگی ہے (بہت غیر مستحکم، تقریبا 10-9)، اور اس طرح تیزی سے تابکاری کی منتقلی کے ذریعے گزرتا ہے (کوئی تابکاری کی منتقلی سے باہر کی دنیا کے ساتھ توانائی کے تبادلے سے مراد جوہری تصادم سے مراد ہے، یہ، کرسٹل کے اندر تھرمل تحریک ہے، تاکہ توانائی کی سطح میں تبدیلی، نہ ہی جذباتی اور نہ ہی فوٹو گرافی کو جذب کیا جاسکتا ہے. E2 توانائی کی سطح میں طویل عرصہ زندگی (3ms کے بارے میں) ہے، جس میں قابل اعتماد توانائی کی سطح کہا جاتا ہے، جس میں مزید Cr3 + آئنوں کو جمع کیا جاسکتا ہے. جب بیرونی پمپ کافی مضبوط ہے تو، E2 کی سطح اور E1 کی سطح کے درمیان ایک آبادی کی موٹائی قائم کی جاتی ہے، جو کہ E2 کی سطح پر Cr3 + آئنوں کی تعداد E1 سطح سے زیادہ ہے. آبادی کے الٹرا احساس ہونے کے بعد، توانائی کے ہیک کے ساتھ ہر خارجی فوٹو گراؤنڈ E2 کی سطح پر اسے ایٹمی سطح پر منتقل کرنے کے لئے حوصلہ افزائی کرے گا، اور توانائی کے ہیک کے ساتھ ایک فوٹو گرافی جاری کرے گا، اور کل فوٹو توانائی توانائی 2، 2 میں تبدیل ہوجائے گی. 4، 4 تبدیلیاں 8 میں تبدیلی ... اس طرح کی حوصلہ افزائی کی تابکاری پر قبضہ (حاصل) عمل. چونکہ نظری گہا آپٹیکل فائدہ پر نقصان ہے، لیزر پیداوار صرف اس وقت جب جب تابکاری کی افادیت کی حوصلہ افزائی کی جاتی ہے تو لیزر کے مختلف نقصان سے کہیں زیادہ ہے.
