فائبر لیزر کیا ہے؟

کیا ہے aفائبر لیزر? فائبر لیزر ایک قسم کا سالڈ سٹیٹ لیزر ہے جس میں ایکٹیو گین میڈیم ایک آپٹیکل فائبر ہوتا ہے جس میں نایاب زمینی عناصر ہوتے ہیں، زیادہ تر عام طور پر یٹربیم۔ روایتی گیس یا CO₂ لیزرز کے برعکس، فائبر لیزر مکمل طور پر شیشے کے فائبر کے اندر روشنی پیدا کرتے ہیں، بڑھاتے ہیں اور رہنمائی کرتے ہیں، جس کے نتیجے میں ایک کمپیکٹ، مضبوط، اور انتہائی موثر نظام ہوتا ہے۔

فائبر لیزر کور اجزاء اور ڈیزائن

• ڈوپڈ فائبر کور
  فائبر لیزر کا دل خود فائبر ہے - شیشے کا ایک انتہائی پتلا اسٹرینڈ جس کا بنیادی حصہ نایاب زمین کے آئنوں سے ملا ہوا ہے۔ جب روشنی کے ساتھ پمپ کیا جاتا ہے، تو یہ آئن لیزر کارروائی کے لیے درکار توانائی فراہم کرتے ہیں۔

• پمپ ڈائیوڈس
  ہائی پاور سیمی کنڈکٹر ڈایڈس پمپ کی روشنی کو فائبر کی کلیڈنگ میں لگاتے ہیں۔ کلیڈنگ پمپ کی روشنی کو کور کے ارد گرد پھنساتی ہے، ڈوپڈ آئنوں کی یکساں جوش کو یقینی بناتی ہے۔

• فائبر بریگ گریٹنگز (FBGs)
  ریشہ میں براہ راست کندہ، یہ عکاس gratings لیزر گہا بناتے ہیں. ایک گریٹنگ زیادہ تر روشنی کو واپس فائبر میں منعکس کرتی ہے، جبکہ دوسرا کنٹرول شدہ حصے کو آؤٹ پٹ بیم کے طور پر باہر نکلنے کی اجازت دیتا ہے۔

• گرمی کا انتظام
  چونکہ فائبر کا چھوٹا کراس سیکشن اپنی لمبائی کے ساتھ حرارت کو مؤثر طریقے سے ختم کرتا ہے، اس لیے فائبر لیزرز کو عام طور پر صرف ہوا کو ٹھنڈا کرنے یا معمولی پانی کی گردش کی ضرورت ہوتی ہے، یہاں تک کہ ہائی پاور لیول پر بھی۔

آپریٹنگ اصول

1. آپٹیکل پمپنگ
   پمپ ڈائیوڈس روشنی ڈالتے ہیں، عام طور پر 915 nm اور 976 nm کے درمیان طول موج پر، فائبر کی کلیڈنگ میں۔

2. توانائی جذب
   کور میں نایاب زمین کے آئن پمپ فوٹون کو جذب کرتے ہیں، الیکٹران کو پرجوش حالتوں میں منتقل کرتے ہیں۔

3. محرک اخراج
   جیسے جیسے الیکٹران آرام کرتے ہیں، وہ لیزر کی خصوصیت طول موج (عام طور پر 1,064 nm) پر مربوط فوٹونز خارج کرتے ہیں۔

4. ایمپلیفیکیشن اور فیڈ بیک
   فوٹون فائبر کے ساتھ ساتھ سفر کرتے ہیں، مزید اخراج کو متحرک کرتے ہیں اور بیم کو بڑھاتے ہیں۔ فائبر کے ہر سرے پر FBGs ایک گونجنے والی گہا تشکیل دیتے ہیں، جو لیزر دولن کو برقرار رکھتے ہیں۔

5. آؤٹ پٹ کپلنگ
   جزوی طور پر عکاس جھاڑی پروسیسنگ کے لئے استعمال ہونے والی اعلی معیار کی آؤٹ پٹ بیم کے طور پر ایمپلیفائیڈ روشنی کے ایک حصے کو باہر نکلنے کی اجازت دیتی ہے۔

فائبر لیزرز کی اقسام

• مسلسل لہر (CW) فائبر لیزر
  ایک مستحکم، بلاتعطل بیم خارج کریں۔ کاٹنے، ویلڈنگ، اور مارکنگ ایپلی کیشنز کے لیے مثالی جہاں مستقل بجلی کی ضرورت ہوتی ہے۔

• پلسڈ فائبر لیزرز
  کنٹرولڈ برسٹ میں روشنی فراہم کریں۔ ذیلی زمرہ جات میں شامل ہیں:

• Q- سوئچڈ: گہری کندہ کاری اور مائیکرو ڈرلنگ کے لیے ہائی چوٹی کی دالیں (نینو سیکنڈ رینج)۔

• موڈ لاکڈ: الٹرا شارٹ دالیں (picosecond یا femtosecond) درستگی مائیکرو مشینی اور نازک مادی پروسیسنگ کے لیے۔

• ماسٹر اوسیلیٹر پاور ایمپلیفائر (MOPA)
  کم طاقت والے سیڈ لیزر (آکسیلیٹر) کو ایک یا زیادہ یمپلیفائر مراحل کے ساتھ جوڑتا ہے۔ نبض کی مدت اور تکرار کی شرح پر عین مطابق کنٹرول پیش کرتا ہے۔

کلیدی فوائد

• غیر معمولی بیم کوالٹی
  انتہائی باریک فوکس دھبوں اور استرا تیز کٹوتیوں کی اجازت دیتے ہوئے، قریب کے تفاوت-محدود آؤٹ پٹ کو حاصل کرتا ہے۔

• اعلی کارکردگی
  وال پلگ کی افادیت اکثر 30% سے زیادہ ہوتی ہے، جس سے بجلی کی کھپت اور آپریٹنگ اخراجات کم ہوتے ہیں۔

• کومپیکٹ فوٹ پرنٹ
  تمام فائبر کی تعمیر سے بھاری شیشوں اور گیس ٹیوبوں کو ختم کر دیا جاتا ہے، جس سے فرش کی قیمتی جگہ کی بچت ہوتی ہے۔

• کم دیکھ بھال
  مہربند فائبر ماڈیولز کو کم از کم دوبارہ ترتیب کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہاں کوئی گیس بھرنے والے یا بڑے کولنگ ٹاورز نہیں ہیں۔

• ماحولیاتی استحکام
  فائبر لیزر کمپن، دھول، اور درجہ حرارت کے اتار چڑھاو کو خالی جگہ کے نظام سے بہتر برداشت کرتے ہیں۔

عام ایپلی کیشنز

• دھاتی کٹنگ اور ویلڈنگ
  پتلی گیج سٹینلیس سٹیل سے لے کر موٹے ایلومینیم تک، فائبر لیزرز تیز تر کاٹنے کی رفتار، تنگ کرف اور کم سے کم گرمی سے متاثرہ زون فراہم کرتے ہیں۔

• پریسجن مارکنگ اور کندہ کاری
  واضح کنٹراسٹ اور اعلی پائیداری کے ساتھ دھاتوں، پلاسٹک، سیرامکس اور شیشے پر سیریل نمبرز، بارکوڈز اور لوگو کے لیے مثالی۔

• مائیکرو مشیننگ
  مائکرون سطح کی درستگی کے ساتھ الیکٹرانکس، طبی آلات، اور درست اجزاء میں چھوٹی خصوصیات تخلیق کرتا ہے۔

• اضافی مینوفیکچرنگ
  توانائی کی یکساں تقسیم کے ساتھ دھاتی پاؤڈر پگھلا کر لیزر پر مبنی 3D پرنٹنگ کے طریقوں کو طاقت دیتا ہے—جیسے کہ منتخب لیزر پگھلنا۔

• سائنسی تحقیق
  سپیکٹروسکوپی، نان لائنر آپٹکس، اور لیبارٹری کے دیگر تجربات کے لیے ٹیون ایبل پلس پیرامیٹرز پیش کرتا ہے۔

صحیح فائبر لیزر کا انتخاب

• آؤٹ پٹ پاور
  مواد کی موٹائی اور پروسیسنگ کی رفتار کی بنیاد پر تعین کریں۔ لائٹ ڈیوٹی مارکنگ کے لیے 20-50 ڈبلیو کی ضرورت ہو سکتی ہے۔ بھاری کٹنگ کے لیے 1-10 کلو واٹ یا اس سے زیادہ کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔

• نبض کی خصوصیات
  مسلسل آپریشنز کے لیے CW کا انتخاب کریں۔ Q-switched یا MOPA درست کاموں کے لیے جن کے لیے ہائی پیک پاور یا الٹرا شارٹ پلس کی ضرورت ہوتی ہے۔

• بیم کی ترسیل
  عام کاٹنے کے لیے فکسڈ فوکس ہیڈز؛ تیز رفتار مارکنگ کے لیے گیلوو سکینر؛ دور دراز ویلڈنگ کے لئے طویل رسائی آپٹکس.

• کولنگ کا طریقہ
  ایئر کولڈ یونٹس چند سو واٹ تک کافی ہیں۔ مستحکم پیداوار کو برقرار رکھنے کے لیے اعلیٰ طاقتیں واٹر کولنگ سے فائدہ اٹھاتی ہیں۔

• انضمام اور کنٹرولز
  اپنے آٹومیشن سیٹ اپ کے ساتھ مطابقت تلاش کریں، بشمول ڈیجیٹل انٹرفیس، سافٹ ویئر لائبریریاں، اور حفاظتی انٹرلاک۔

دیکھ بھال کے بہترین طرز عمل

• فائبر اینڈ فیس کیئر
  شہتیر کی بگاڑ کو روکنے کے لیے حفاظتی کھڑکیوں یا لینز کو معمول کے مطابق معائنہ اور صاف کریں۔

• کولنگ سسٹم چیک کرتا ہے۔
  مناسب ہوا کے بہاؤ یا پانی کے بہاؤ کی تصدیق کریں۔ درجہ حرارت کے سینسر کی نگرانی کریں اور ضرورت کے مطابق فلٹرز تبدیل کریں۔

• سافٹ ویئر اپڈیٹس
  کارکردگی کو بہتر بنانے اور حفاظتی معیارات کو برقرار رکھنے کے لیے فرم ویئر پیچ کا اطلاق کریں۔

• متواتر کیلیبریشن
  پاور آؤٹ پٹ، بیم الائنمنٹ، اور سسٹم کی وشوسنییتا کی تصدیق کے لیے سالانہ (یا آپ کے استعمال کی شدت کے مطابق) تصدیق شدہ تکنیکی ماہرین کو شامل کریں۔

فائبر لیزرز جدید فوٹوونکس کو عملی انجینئرنگ کے ساتھ ملاتے ہیں، جس سے وہ جدید مینوفیکچرنگ، تحقیق، اور درست پروسیسنگ کا سنگ بنیاد بنتے ہیں۔ ان کے بنیادی ڈیزائن، آپریٹنگ اصولوں، اور اطلاق کے دائرہ کار کو سمجھنا آپ کو ان گنت صنعتوں میں اپنی پوری صلاحیت کو بروئے کار لانے کا اختیار دیتا ہے۔

فائبر لیزر ایک قسم کا سالڈ سٹیٹ لیزر ہے جس میں ایکٹیو گین میڈیم ایک آپٹیکل فائبر ہوتا ہے جس میں نایاب زمینی عناصر ہوتے ہیں، زیادہ تر عام طور پر یٹربیم۔ روایتی گیس یا CO کے برعکس₂لیزرز، فائبر لیزرز مکمل طور پر شیشے کے فائبر کے اندر روشنی پیدا کرتے ہیں، بڑھاتے ہیں اور رہنمائی کرتے ہیں، جس کے نتیجے میں ایک کمپیکٹ، مضبوط اور انتہائی موثر نظام ہوتا ہے۔

1. بنیادی اجزاء اور ڈیزائن

• ڈوپڈ فائبر کور
  فائبر لیزر کا دل خود فائبر ہے - شیشے کا ایک انتہائی پتلا اسٹرینڈ جس کا بنیادی حصہ نایاب زمین کے آئنوں سے ملا ہوا ہے۔ جب روشنی کے ساتھ پمپ کیا جاتا ہے، تو یہ آئن لیزر کارروائی کے لیے درکار توانائی فراہم کرتے ہیں۔

• پمپ ڈائیوڈس
  ہائی پاور سیمی کنڈکٹر ڈایڈس پمپ کی روشنی کو فائبر کی کلیڈنگ میں لگاتے ہیں۔ کلیڈنگ پمپ کی روشنی کو کور کے ارد گرد پھنساتی ہے، ڈوپڈ آئنوں کی یکساں جوش کو یقینی بناتی ہے۔

• فائبر بریگ گریٹنگز (FBGs)
  ریشہ میں براہ راست کندہ، یہ عکاس gratings لیزر گہا بناتے ہیں. ایک گریٹنگ زیادہ تر روشنی کو واپس فائبر میں منعکس کرتی ہے، جبکہ دوسرا کنٹرول شدہ حصے کو آؤٹ پٹ بیم کے طور پر باہر نکلنے کی اجازت دیتا ہے۔

• گرمی کا انتظام
  چونکہ فائبر کا چھوٹا کراس سیکشن اپنی لمبائی کے ساتھ حرارت کو مؤثر طریقے سے ختم کرتا ہے، اس لیے فائبر لیزرز کو عام طور پر صرف ہوا کو ٹھنڈا کرنے یا معمولی پانی کی گردش کی ضرورت ہوتی ہے، یہاں تک کہ ہائی پاور لیول پر بھی۔

2. آپریٹنگ اصول

1. آپٹیکل پمپنگ
   پمپ ڈائیوڈس روشنی ڈالتے ہیں، عام طور پر 915 nm اور 976 nm کے درمیان طول موج پر، فائبر کی کلیڈنگ میں۔

2. توانائی جذب
   کور میں نایاب زمین کے آئن پمپ فوٹون کو جذب کرتے ہیں، الیکٹران کو پرجوش حالتوں میں منتقل کرتے ہیں۔

3. محرک اخراج
   جیسے جیسے الیکٹران آرام کرتے ہیں، وہ لیزر کی خصوصیت طول موج (عام طور پر 1,064 nm) پر مربوط فوٹونز خارج کرتے ہیں۔

4. ایمپلیفیکیشن اور فیڈ بیک
   فوٹون فائبر کے ساتھ ساتھ سفر کرتے ہیں، مزید اخراج کو متحرک کرتے ہیں اور بیم کو بڑھاتے ہیں۔ فائبر کے ہر سرے پر FBGs ایک گونجنے والی گہا تشکیل دیتے ہیں، جو لیزر دولن کو برقرار رکھتے ہیں۔

5. آؤٹ پٹ کپلنگ
   جزوی طور پر عکاس جھاڑی پروسیسنگ کے لئے استعمال ہونے والی اعلی معیار کی آؤٹ پٹ بیم کے طور پر ایمپلیفائیڈ روشنی کے ایک حصے کو باہر نکلنے کی اجازت دیتی ہے۔

3. فائبر لیزرز کی اقسام

• مسلسل لہر (CW) فائبر لیزر
  ایک مستحکم، بلاتعطل بیم خارج کریں۔ کاٹنے، ویلڈنگ، اور مارکنگ ایپلی کیشنز کے لیے مثالی جہاں مستقل بجلی کی ضرورت ہوتی ہے۔

• پلسڈ فائبر لیزرز
  کنٹرولڈ برسٹ میں روشنی فراہم کریں۔ ذیلی زمرہ جات میں شامل ہیں:

• Q- سوئچڈ: گہری کندہ کاری اور مائیکرو ڈرلنگ کے لیے ہائی چوٹی کی دالیں (نینو سیکنڈ رینج)۔

• موڈ لاکڈ: الٹرا شارٹ دالیں (picosecond یا femtosecond) درستگی مائیکرو مشینی اور نازک مادی پروسیسنگ کے لیے۔

• ماسٹر اوسیلیٹر پاور ایمپلیفائر (MOPA)
  کم طاقت والے سیڈ لیزر (آکسیلیٹر) کو ایک یا زیادہ یمپلیفائر مراحل کے ساتھ جوڑتا ہے۔ نبض کی مدت اور تکرار کی شرح پر عین مطابق کنٹرول پیش کرتا ہے۔

4. کلیدی فوائد

• غیر معمولی بیم کوالٹی
  انتہائی باریک فوکس دھبوں اور استرا تیز کٹوتیوں کی اجازت دیتے ہوئے، قریب کے تفاوت-محدود آؤٹ پٹ کو حاصل کرتا ہے۔

• اعلی کارکردگی
  وال پلگ کی افادیت اکثر 30% سے زیادہ ہوتی ہے، جس سے بجلی کی کھپت اور آپریٹنگ اخراجات کم ہوتے ہیں۔

• کومپیکٹ فوٹ پرنٹ
  تمام فائبر کی تعمیر سے بھاری شیشوں اور گیس ٹیوبوں کو ختم کر دیا جاتا ہے، جس سے فرش کی قیمتی جگہ کی بچت ہوتی ہے۔

• کم دیکھ بھال
  مہربند فائبر ماڈیولز کو کم از کم دوبارہ ترتیب کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہاں کوئی گیس بھرنے والے یا بڑے کولنگ ٹاورز نہیں ہیں۔

• ماحولیاتی استحکام
  فائبر لیزر کمپن، دھول، اور درجہ حرارت کے اتار چڑھاو کو خالی جگہ کے نظام سے بہتر برداشت کرتے ہیں۔

5. عام ایپلی کیشنز

• دھاتی کٹنگ اور ویلڈنگ
  پتلی گیج سٹینلیس سٹیل سے لے کر موٹے ایلومینیم تک، فائبر لیزرز تیز تر کاٹنے کی رفتار، تنگ کرف اور کم سے کم گرمی سے متاثرہ زون فراہم کرتے ہیں۔

• پریسجن مارکنگ اور کندہ کاری
  واضح کنٹراسٹ اور اعلی پائیداری کے ساتھ دھاتوں، پلاسٹک، سیرامکس اور شیشے پر سیریل نمبرز، بارکوڈز اور لوگو کے لیے مثالی۔

• مائیکرو مشیننگ
  مائکرون سطح کی درستگی کے ساتھ الیکٹرانکس، طبی آلات، اور درست اجزاء میں چھوٹی خصوصیات تخلیق کرتا ہے۔

• اضافی مینوفیکچرنگ
  توانائی کی یکساں تقسیم کے ساتھ دھاتی پاؤڈر پگھلا کر لیزر پر مبنی 3D پرنٹنگ کے طریقوں کو طاقت دیتا ہے—جیسے کہ منتخب لیزر پگھلنا۔

• سائنسی تحقیق
  سپیکٹروسکوپی، نان لائنر آپٹکس، اور لیبارٹری کے دیگر تجربات کے لیے ٹیون ایبل پلس پیرامیٹرز پیش کرتا ہے۔

6. صحیح فائبر لیزر کا انتخاب کرنا

• آؤٹ پٹ پاور
  مواد کی موٹائی اور پروسیسنگ کی رفتار کی بنیاد پر تعین کریں۔ لائٹ ڈیوٹی مارکنگ کے لیے 20-50 ڈبلیو کی ضرورت ہو سکتی ہے۔ بھاری کٹنگ کے لیے 1-10 کلو واٹ یا اس سے زیادہ کی ضرورت پڑ سکتی ہے۔

• نبض کی خصوصیات
  مسلسل آپریشنز کے لیے CW کا انتخاب کریں۔ Q-switched یا MOPA درست کاموں کے لیے جن کے لیے ہائی پیک پاور یا الٹرا شارٹ پلس کی ضرورت ہوتی ہے۔

• بیم کی ترسیل
  عام کاٹنے کے لیے فکسڈ فوکس ہیڈز؛ تیز رفتار مارکنگ کے لیے گیلوو سکینر؛ دور دراز ویلڈنگ کے لئے طویل رسائی آپٹکس.

• کولنگ کا طریقہ
  ایئر کولڈ یونٹس چند سو واٹ تک کافی ہیں۔ مستحکم پیداوار کو برقرار رکھنے کے لیے اعلیٰ طاقتیں واٹر کولنگ سے فائدہ اٹھاتی ہیں۔

• انضمام اور کنٹرولز
  اپنے آٹومیشن سیٹ اپ کے ساتھ مطابقت تلاش کریں، بشمول ڈیجیٹل انٹرفیس، سافٹ ویئر لائبریریاں، اور حفاظتی انٹرلاک۔

7. دیکھ بھال کے بہترین طریقے

• فائبر اینڈ فیس کیئر
  شہتیر کی بگاڑ کو روکنے کے لیے حفاظتی کھڑکیوں یا لینز کو معمول کے مطابق معائنہ اور صاف کریں۔

• کولنگ سسٹم چیک کرتا ہے۔
  مناسب ہوا کے بہاؤ یا پانی کے بہاؤ کی تصدیق کریں۔ درجہ حرارت کے سینسر کی نگرانی کریں اور ضرورت کے مطابق فلٹرز تبدیل کریں۔

• سافٹ ویئر اپڈیٹس
  کارکردگی کو بہتر بنانے اور حفاظتی معیارات کو برقرار رکھنے کے لیے فرم ویئر پیچ کا اطلاق کریں۔

• متواتر کیلیبریشن
  پاور آؤٹ پٹ، بیم الائنمنٹ، اور سسٹم کی وشوسنییتا کی تصدیق کے لیے سالانہ (یا آپ کے استعمال کی شدت کے مطابق) تصدیق شدہ تکنیکی ماہرین کو شامل کریں۔

فائبر لیزرز جدید فوٹوونکس کو عملی انجینئرنگ کے ساتھ ملاتے ہیں، جس سے وہ جدید مینوفیکچرنگ، تحقیق، اور درست پروسیسنگ کا سنگ بنیاد بنتے ہیں۔ ان کے بنیادی ڈیزائن، آپریٹنگ اصولوں، اور اطلاق کے دائرہ کار کو سمجھنا آپ کو ان گنت صنعتوں میں اپنی پوری صلاحیت کو بروئے کار لانے کا اختیار دیتا ہے۔