نیا سنگل موڈ سیمی کنڈکٹر لیزر بنایا گیا: بیک وقت ہائی پاور اور سائز سکیلنگ
یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، برکلے (یو سی برکلے) کے محققین نے حال ہی میں ایک نئی قسم کی سیمی کنڈکٹر لیزر تیار کی ہے جسے BerkSEL کہتے ہیں۔ نتائج 29 جون کو جریدے نیچر میں شائع ہوئے۔
برکلے سرفیس ایمیشن لیزر (برک ایس ای ایل) کی اسکیمیٹک، پمپ بیم نیلے رنگ میں اور لیزر بیم سرخ میں۔
1960 میں پہلی لیزر کی تعمیر کے بعد سے سنگل موڈ لیزرز کے سائز اور طاقت میں بیک وقت اضافہ آپٹکس میں ایک چیلنج رہا ہے۔ اور یہ کام ظاہر کرتا ہے کہ سائز کو ہم آہنگی کی قیمت پر نہیں آنا پڑتا، جو لیزر کو زیادہ طاقتور ہونے کی اجازت دیتا ہے۔ اور بہت سے ایپلی کیشنز میں مستحکم اور طویل فاصلے کا احاطہ کرتا ہے۔
یونیورسٹی آف کیلی فورنیا، برکلے کے شعبہ الیکٹریکل انجینئرنگ اینڈ کمپیوٹر سائنس (EECS) میں ایسوسی ایٹ پروفیسر بوبکر کانٹے کی قیادت میں محققین کی ایک ٹیم اور لارنس برکلے نیشنل لیبارٹری میں میٹریل سائنس ڈویژن کے سائنسدانوں نے یکساں طور پر ایک سیمی کنڈکٹر فلم کا مظاہرہ کیا۔ فاصلہ اور یکساں سائز کے سوراخ کے سوراخ جو توسیع پذیر لیزر گہا کے طور پر کام کر سکتے ہیں۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ لیزر بیم اس لیزر گہا کے سائز سے قطع نظر ایک مستقل واحد طول موج کا اخراج کرتی ہے۔
روایتی لیزرز میں، مربوط واحد طول موج کی دشاتمک روشنی ٹوٹنا شروع ہو جاتی ہے کیونکہ لیزر کیویٹی سائز میں بڑھ جاتی ہے۔ معیاری حل یہ ہے کہ بیم کو بڑھانے کے لیے ویو گائیڈ جیسے بیرونی میکانزم کا استعمال کیا جائے، تاہم، اس میں کافی جگہ لگتی ہے۔ بیرونی امپلیفیکیشن کی ضرورت کو ختم کرکے، محققین اب سائز کو کم کرسکتے ہیں اور کمپیوٹر چپس اور لیزر پر منحصر دیگر اجزاء کی کارکردگی کو بڑھا سکتے ہیں۔
یہ کام خاص طور پر عمودی گہا کی سطح سے خارج کرنے والی لیزر (VCSEL) ٹیکنالوجی سے متعلق ہے۔ VCSELS میں، روشنی چپ کی اوپری سطح سے عمودی طور پر خارج ہوتی ہے۔ VCSELs عام طور پر صرف چند مائکرون چوڑے ہوتے ہیں، اور ان کی طاقت کو بڑھانے کے لیے استعمال ہونے والی موجودہ حکمت عملی سینکڑوں انفرادی VCSELs کو ایک ساتھ کلسٹر کرنا ہے۔ چونکہ لیزرز آزاد ہیں، ان کے مختلف مراحل اور طول موج ہیں، اس لیے ان کی طاقتیں مربوط طور پر یکجا نہیں ہوتی ہیں - جو کہ چہرے کی شناخت جیسی ایپلی کیشنز میں قابل قبول ہے، لیکن ان ایپلی کیشنز میں مکمل طور پر ناقابل عمل ہے جہاں درستگی اہم ہے، جیسے مواصلات یا سرجری۔
UC برکلے میں تیار کیا گیا "BerkSEL" لیزر ڈیزائن زیادہ موثر سنگل موڈ روشنی کا اخراج ممکن بناتا ہے، بنیادی طور پر پتلی فلموں میں سوراخوں سے گزرنے والی روشنی کی جسمانی خصوصیات پر مبنی۔ ان کی تیار کردہ فلم ایک 200-nm-موٹی انڈیم گیلیم آرسنائیڈ فاسفائیڈ ہے (ایک سیمی کنڈکٹر جو عام طور پر فائبر آپٹکس اور ٹیلی کمیونیکیشن ٹیکنالوجی میں استعمال ہوتا ہے)۔ محققین نوٹ کرتے ہیں کہ یہ باقاعدہ سوراخ فوٹو لیتھوگرافی کے ذریعے بنائے گئے ہیں اور ان کا ایک مقررہ سائز، شکل اور فاصلہ ہونا ضروری ہے - یہ ڈیرک پوائنٹس کے طور پر کام کرنے کے قابل ہیں، جو توانائی کے لکیری پھیلاؤ پر مبنی دو جہتی مواد کی ٹاپولوجیکل خصوصیت ہے۔
مزید برآں، چونکہ روشنی کا ایک نقطہ سے دوسرے مقام تک پھیلنے کا مرحلہ طے شدہ فاصلہ سے ضرب شدہ اضطراری انڈیکس کے برابر ہے۔ چونکہ ڈیرک پوائنٹ پر ریفریکٹیو انڈیکس صفر ہے، اس لیے سیمی کنڈکٹر کے مختلف حصوں سے خارج ہونے والی روشنی بالکل ایک ہی مرحلے میں ہے اور اس لیے نظری طور پر ایک جیسی ہے۔ ولید ریڈجیم، مطالعہ کے شریک سرکردہ مصنف اور EECS پوسٹ ڈاکیٹرل فیلو نے کہا، "ہمارے مطالعے میں فلم میں تقریباً 3،000 سوراخ ہیں، لیکن نظریاتی طور پر، اس میں ایک ملین یا ایک ارب سوراخ ہو سکتے ہیں اور نتیجہ ایسا ہی ہو گا۔"
محققین اب برک ایس ای ایل ڈیوائس کو آپٹیکلی طور پر پمپ کرنے اور پاور کرنے کے لیے ایک ہائی انرجی پلسڈ لیزر کا استعمال کرتے ہیں اور قریب اورکت سپیکٹروسکوپی کے لیے موزوں کنفوکل مائکروسکوپ کا استعمال کرتے ہوئے ہر یپرچر سے اخراج کی پیمائش کرتے ہیں۔ یپرچر سائز اور سیمی کنڈکٹر مواد جیسے ڈیزائن کی خصوصیات کو ایڈجسٹ کرکے، "BerkSELs" سیمی کنڈکٹر لیزر مختلف ہدف طول موج پر خارج کر سکتے ہیں۔
اگر آپ MRJ-Laser کے بارے میں مزید معلومات جاننا چاہتے ہیں، تو براہ کرم ملاحظہ کریں:
لیزر کلیننگ مشین:https://www.mrj-laserclean.com/laser-cleaning-machine/
لیزر مارکنگ مشین:https://www.mrj-laserclean.com/laser-marking-machine/
لیزر ویلڈنگ مشین:https://www.mrj-laserclean.com/laser-welding-machine/
