الٹرا وایلیٹ لیزرز کی درجہ بندی

ٹھوس ریاست الٹرا وایلیٹ لیزر
سالڈ سٹیٹ الٹرا وائلٹ لیزرز کو ان کے پمپنگ طریقوں کے مطابق زینون لیمپ پمپڈ الٹرا وائلٹ لیزرز، کرپٹن لیمپ پمپڈ الٹرا وائلٹ لیزرز، اور نئی قسم کے لیزر ڈائیوڈ پمپ سولڈ سٹیٹ لیزرز میں تقسیم کیا جا سکتا ہے۔ سالڈ سٹیٹ الٹرا وائلٹ لیزرز میں عام طور پر کم فوٹو الیکٹرک کنورژن کی کارکردگی ہوتی ہے، جبکہ LD تمام سالڈ سٹیٹ الٹرا وائلٹ لیزرز میں خصوصیات ہوتی ہیں جیسے کہ اعلی کارکردگی، اعلی تکرار کی شرح، قابل اعتماد کارکردگی، چھوٹا سائز، اچھی بیم کوالٹی، اور مستحکم طاقت۔
الٹرا وائلٹ فوٹون کی زیادہ توانائی کی وجہ سے، بیرونی حوصلہ افزائی کے ذرائع کے ذریعے ایک خاص مقدار میں ہائی پاور مسلسل الٹرا وائلٹ لیزر پیدا کرنا مشکل ہے۔ لہذا، بالائے بنفشی مسلسل لہر لیزر کی وصولی عام طور پر کرسٹل مواد کے نان لائنر اثر فریکوئنسی تبدیلی کے طریقہ کار کا استعمال کرتے ہوئے حاصل کیا جاتا ہے. تمام ٹھوس حالتوں میں بالائے بنفشی لیزر سپیکٹرل لائنیں پیدا کرنے کے لیے عام طور پر دو طریقے ہوتے ہیں۔ ایک یہ ہے کہ الٹرا وائلٹ لیزر اسپیکٹرل لائنوں کو حاصل کرنے کے لیے انفراریڈ آل ٹھوس لیزر پر براہ راست انٹرا کیوٹی یا انٹرا کیویٹی تیسری یا چوتھی ہارمونک جنریشن انجام دینا؛ دوسرا ہارمونک حاصل کرنے کے لیے پہلے فریکوئنسی ڈبلنگ ٹیکنالوجی کا استعمال کرنا ہے، اور پھر الٹرا وائلٹ لیزر اسپیکٹرل لائنوں کو حاصل کرنے کے لیے سم فریکوئنسی ٹیکنالوجی کا استعمال کرنا ہے۔ سابقہ ​​طریقہ میں ایک چھوٹا موثر نان لائنر گتانک اور کم تبادلوں کی کارکردگی ہے، جب کہ بعد کے طریقہ میں چوکور نان لائنر پولرائزیبلٹی کے استعمال کی وجہ سے تبادلوں کی کارکردگی بہت زیادہ ہے۔ کرسٹل فریکوئنسی دوگنا مسلسل الٹرا وائلٹ لیزر حاصل کر سکتی ہے، اور اس کی بیم کی شکل گاوسی ہے، اس لیے جگہ سرکلر ہے، اور توانائی مرکز سے کنارے تک آہستہ آہستہ کم ہوتی جاتی ہے۔ مختصر طول موج اور بیم کے معیار کی حدود کی وجہ سے، بیم کو 10 مائیکرو میٹر کی حد میں فوکس کیا جا سکتا ہے۔
گیس الٹرا وایلیٹ لیزر
گیس لیزرز میں ایکزائمر لیزرز شامل ہیں جو پلسڈ طریقے سے کام کرتے ہیں، آئن لیزرز جو مسلسل کام کرتے ہیں، ہیلیم کیڈیمیم لیزرز، اور دھاتی بخارات کے الٹرا وایلیٹ لیزرز۔ گیس الٹرا وایلیٹ لیزر کی طول موج کا انحصار گیس کے مرکب کی قسم پر ہوتا ہے۔
Excimer لیزر پلسڈ لیزر کی ایک قسم ہے جو ایک غیر مستطیل شہتیر تیار کرتی ہے جس میں تقریباً یکساں بیم کراس سیکشن اور کھڑی جگہ کے کنارے ہوتے ہیں۔ اس کی پیداوار ماسک ٹیکنالوجی کا استعمال کرتے ہوئے دھبوں کی مختلف جیومیٹرک شکلیں، یا مخصوص بیم انرجی پیٹرن پیدا کرنے کے لیے ہولوگرافی کے ذریعے پیدا کی جا سکتی ہے۔ excimer لیزر کی نسل کو تین عملوں میں تقسیم کیا جا سکتا ہے: لیزر گیس کی اتیجیت کا عمل، excimer پیدا کرنے کے رد عمل کا عمل، اور excimer کی علیحدگی کا عمل۔ حوصلہ افزائی کے طریقوں میں الیکٹران بیم کی حوصلہ افزائی، خارج ہونے والی حوصلہ افزائی، روشنی کی حوصلہ افزائی، مائکروویو حوصلہ افزائی، اور پروٹون بیم حوصلہ افزائی شامل ہیں. مختلف فعال مادے مختلف طول موجوں کے excimer لیزر تیار کرتے ہیں، عام طور پر بالائے بنفشی، دور الٹرا وایلیٹ اور ویکیوم الٹرا وایلیٹ بینڈ میں۔ ایکسائمر لیزرز کاربن ڈائی آکسائیڈ لیزرز اور YAG لیزرز کے بعد لیزرز کی ایک نئی نسل ہیں۔ اس سے خارج ہونے والے الٹرا وائلٹ شارٹ پلس لیزر میں لمبی طول موج اور اعلی فوٹوون توانائی کے فوائد ہیں۔ عام طور پر استعمال ہونے والے ایکسائمر لیزرز میں ArF، KrCl، KrF وغیرہ شامل ہیں۔ لیزر پلس فریکوئنسی عام طور پر 10-100Hz کے درمیان ہوتی ہے، اور کچھ خاص ایپلی کیشنز 1000Hz تک پہنچ سکتی ہیں۔ اوسط طاقت عام طور پر 10-100W کے درمیان ہوتی ہے، اور نبض کی چوڑائی عام طور پر ns کی حد میں ہوتی ہے۔
دھاتی بخارات الٹرا وایلیٹ لیزر بنیادی طور پر تانبے کے بخارات الٹرا وایلیٹ لیزر سے مراد ہے، جو 511nm اور 578nm کی طول موج کے ساتھ روشنی پیدا کرتا ہے۔ اختلاط اور دوگنا استعمال کرتے ہوئے، 255nm، 271nm، اور 289nm کی طول موج کے ساتھ الٹرا وایلیٹ تابکاری پیدا کی جا سکتی ہے۔ لیزر بیم کی تقسیم گاوسی تقسیم کے بعد ہوتی ہے۔
گیس لیزرز کے استعمال میں نمایاں مسائل بڑے آلات کے نشانات، محدود وشوسنییتا، مختصر عمر، زیادہ توانائی کی کھپت، اور زیادہ قیمت ہیں۔ مزید یہ کہ ایکسائمر لیزر بیم کا معیار خراب ہے اور ماسک کا نقصان بڑا ہے۔ آئن لیزرز اور ہیلیم کیڈیمیم لیزرز میں بیم کی سمت کے خراب استحکام کا نقصان ہوتا ہے۔
سیمی کنڈکٹر لیزر ڈایڈڈ
وسط-1980سے، سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ ٹیکنالوجی کی ترقی اور لیزر ٹیکنالوجی کے ساتھ اس کے انضمام نے سیمی کنڈکٹر لیزر ڈائیوڈس کو جنم دیا ہے۔ اس قسم کے لیزر ذرائع، جو سیمی کنڈکٹر اور لیزر کی خصوصیات کو یکجا کرتے ہیں، ان کی چوٹی کی طاقت اور کم توانائی کی کھپت ہوتی ہے، اور ان کے اخراج کی نبض کی چوڑائی بھی تنگ ہوتی ہے۔ انہیں درجہ حرارت اور نظری معاوضے کی ضرورت نہیں ہے، اور روایتی اخراج روشنی کے ذرائع پر واضح فوائد ہیں۔ وہ وسط الٹرا وایلیٹ بینڈ میں AlGaN کی ترقی کے لیے ایک اہم سمت بن گئے ہیں۔ کیونکہ اس بینڈ میں الٹرا وائلٹ تابکاری کی حوصلہ افزائی کی کارکردگی سب سے زیادہ ہے، اور اس کی پیداوار کی کارکردگی بھی نسبتاً زیادہ ہے۔
بالائے بنفشی تابکاری کے ذرائع کو زیادہ عملی بنانے کے لیے، سیمی کنڈکٹر الٹرا وائلٹ ڈایڈس کی ترقی کا ایک رخ یہ ہے کہ موجودہ الٹرا وائلٹ لیزرز اور ان کی بجلی کی فراہمی کے حجم اور بجلی کی کھپت کو نمایاں طور پر کم کیا جائے۔ ایک اور سمت 280nm کی اخراج طول موج اور 10mW سے کم بجلی کی کھپت کے ساتھ روشنی کے اخراج کرنے والے diodes کو تیار کرنا ہے، اسی طرح 340nm کی اخراج طول موج کے ساتھ لیزر ڈائیوڈز اور 25mW سے کم بجلی کی کھپت۔