لیزر کو century {0}} صدی کی ایک عظیم ایجاد میں شمار کیا جاتا ہے۔ تین صنعتی انقلابات کے خاتمے کے بعد ، لیزر چوتھے صنعتی انقلاب کی رہنمائی کرنے کی کلید ثابت ہوگا۔ لیزر کے ظہور نے صنعت کی ترقی کو بہت فروغ دیا ہے۔ اعلی طاقت ، آسان فوکس ، اعلی چمک ، اور اچھی ہدایت جیسے لیزر اپنے فوائد کی وجہ سے مشینری میں جدید ترین اور وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والے ذرائع بن چکے ہیں۔ لیزر پروسیسنگ میں اعلی صحت سے متعلق ، تیز رفتار ، اور کم لاگت کے فوائد ہیں۔ اسے کمپیوٹر پروگرامنگ کے ذریعے خود بخود کنٹرول کیا جاسکتا ہے۔ یہ ایک پیچیدہ شکل کے ساتھ ساخت پر کارروائی کرسکتا ہے۔ چونکہ یہ غیر رابطہ پروسیسنگ ہے لہذا اس سے مواد کو کوئی نقصان نہیں ہوگا اور یہ محفوظ اور قابل اعتماد ہے۔
درجہ بندی اور لیزر پروسیسنگ کی خصوصیات
لیزر اور مادے کے مابین تعامل کے طریقہ کار کے مطابق ، لیزر پروسیسنگ کو دو اقسام میں تقسیم کیا جاسکتا ہے: لیزر تھرمل پروسیسنگ اور غیر تھرمل پروسیسنگ۔ تھرمل پروسیسنگ اور غیر تھرمل پروسیسنگ میں استعمال ہونے والی لیزر کی اقسام مختلف ہیں۔ لمبی نبض لیزر یا مستقل لیزر عام طور پر تھرمل پروسیسنگ میں استعمال ہوتا ہے ، اور الٹراشورٹ پلس لیزر جیسے کہ پیکوسیکنڈ اور فیمٹوسیکنڈ عام طور پر غیر تھرمل پروسیسنگ میں استعمال ہوتا ہے۔
لیزر تھرمل پروسیسنگ مواد کے لیزر شعاع ریزی کے عمل میں پیدا ہونے والے تھرمل اثر کا استعمال کرتی ہے۔ شعاعی ماد of کے انو نظام کو لیزر شعاع ریزی سے مستقل طور پر توانائی حاصل کرنے اور اسے اپنی اندرونی توانائی میں تبدیل کرنے کی ضرورت ہے۔ پگھلنے والی جگہ اور حرارت کی نالیوں ، پگھلنے اور ہٹانے اور پروسیسنگ کے مقصد کو حاصل کرنے کے لئے شعاع ریزی علاقے کا درجہ حرارت تیزی سے بڑھتا ہے۔ چونکہ لیزر کی توانائی کو سالماتی نظام کی داخلی توانائی میں تبدیل ہونے میں کافی وقت لگتا ہے ، لہذا لمبی پلس لیزر اکثر تھرمل پروسیسنگ میں استعمال ہوتا ہے۔ یہ پروسیسنگ کا طریقہ آسان اور سیدھا ہے اور صنعتی تیاری میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا رہا ہے ، جیسے لیزر کاٹنے ، لیزر اضافی مینوفیکچرنگ وغیرہ۔ تاہم ، پروسیسنگ میں ناگزیر تھرمل بازی کی وجہ سے ، لیزر تھرمل پروسیسنگ کی درستگی اور کھردری محدود ہے۔
غیر تھرمل پروسیسنگ کا مقصد غیر لکیری اثرات (جیسے نون لائنر آئنائزیشن ، سطح کی بکھراؤ وغیرہ) کو الیکٹرانک جذب فوٹوون کی منتقلی اور آئنائزیشن کے ذریعہ ، مادوں کے الیکٹرانک نظام کی خلل کی وجہ سے پیدا کرنا ہے ، جس کی جسمانی اور کیمیائی خصوصیات مادے کو تبدیل کرنے کے لئے آمادہ کیا جاتا ہے ، اس طرح کچھ ناول اثرات پیدا ہوتے ہیں (جیسے دو فوٹوون پولیمرائزیشن ، لیزر خود اسمبلی ، وغیرہ) ، ان ناول اثرات کو استعمال میں لانے کے لئے مشینی درستگی اور اصلاح کا مقصد حاصل کرتے ہیں۔ چونکہ الیکٹران سسٹم اور لیزر کے مابین توانائی کے تبادلے کو فوری طور پر مکمل کیا جاسکتا ہے ، غیر تھرمل پروسیسنگ عام طور پر الٹرا شارٹ پلس لیزر کا استعمال کرتی ہے۔ اس طریقہ کار میں اعلی صحت سے متعلق اور مختلف پروسیسنگ کے طریقے ہیں ، جو لیزر پروسیسنگ کے میدان میں تحقیقی ہاٹ سپاٹ میں سے ایک ہے۔
روایتی femtosecond لیزر پروسیسنگ کے فوائد اور نقصانات
انتہائی اعلی چوٹی کی طاقت اور الٹرا شارٹ پلس کی مدت فیمٹوسیکنڈ لیزر کے دو اہم فوائد ہیں۔ انتہائی اعلی چوٹی کی طاقت بہت سے نان لائنر اثرات کو راغب کرنے کے لئے کافی ہے ، جو لیزر پروسیسنگ کے طریقوں کو افزودہ کرتی ہے۔ انتہائی تیز رفتار وقت کی خصوصیات بھی فیمٹوسیکنڈ لیزر اور مواد کے مابین تعامل کے عمل کو بہت مختصر بنا دیتی ہیں۔ لیزر شعاع ریزی کے شعبے میں جذب ہونے والی ہلکی توانائی کو دوسرے علاقوں میں بھی منتقل نہیں کیا جاسکتا ہے ، تاکہ لیزر توانائی کو درست طور پر شعاع ریزی کی حد میں جمع کیا جاسکے اور الٹرا فائن پروسیسنگ کا احساس ہو سکے۔
فی الحال ، فیمٹوسیکنڈ لیزر مائکرو اور نینو پروسیسنگ کے میدان میں وسیع پیمانے پر استعمال ہوتا رہا ہے ، جس میں بنیادی طور پر لیزر براہ راست تحریر اور لیزر ماسک شامل ہیں۔ تاہم ، مشینی نظام کی تفاوت حد کی وجہ سے ، لیزر شعاع ریزی کے علاقے کو بغیر کسی حد کے کم کرنا ناممکن ہے ، جو مشینی درستگی کی مزید بہتری کو محدود کرتا ہے۔ ایک ہی وقت میں ، مختلف مادوں کی مختلف نائن لائنر خصوصیات کی وجہ سے ، فیمٹوسیکنڈ لیزر پروسیسنگ کا مواد پر مضبوط انحصار ہے۔ پروسیسنگ کا ایک ہی طریقہ اکثر مختلف مواد کے لئے مختلف پروسیسنگ اثرات ظاہر کرتا ہے۔
بالائے بنفشی femtosecond لیزر پروسیسنگ کے فوائد
جدید صنعت کی ترقی کے ساتھ ، مشینی درستگی کی ضرورت بڑھ رہی ہے ، اور لیزر مشیننگ کی درستگی کو متاثر کرنے والے ایک اہم عامل مشینی نظام کی بازی کی حد ہے۔ تفاوت کی حد ایک جسمانی پیرامیٹر ہے جو آپٹیکل سسٹم کی امیجنگ یا پراسیسنگ کی درستگی کو بیان کرتا ہے۔ جس قدر تفاوت کی حد چھوٹی ہے ، اس کی پروسیسنگ کی درستگی بھی اتنی ہی زیادہ ہے۔ عام طور پر ، تفاوت کی حد واقعہ کی روشنی کی طول موج سے براہ راست متناسب ہے ، لہذا لیزر طول موج کو کم کرنا بازی کی حد کو بہتر بنانے کا سب سے سیدھا اور موثر ذریعہ بن جاتا ہے۔ مثال کے طور پر ، موجودہ صنعت میں وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والی یووی لتھوگرافی ٹکنالوجی لیزر طول موج کو کم کرکے پروسیسنگ کی درستگی کو بہتر بنانا ہے۔
یووی لیزر سے مراد لیزر ہے جس کی طول موج 380 nm سے کم ہے۔ عام طور پر فیمٹوسیکنڈ لیزر (بنیادی طور پر مرئی لائٹ بینڈ ، 380 nm-760nm) کے ذریعہ استعمال ہونے والی طول موج سے موازنہ کرتے ہوئے ، UV femtosecond لیزر کی پروسیسنگ کی درستگی زیادہ ہے۔ ایک ہی وقت میں ، الٹرا وایلیٹ فیمٹوسیکنڈ لیزر کی مختصر طول موج کی وجہ سے اور ایک ہی فوٹون کی بڑی توانائی کی وجہ سے ، فوٹوونز انووں یا ایٹموں کے پابند بانڈوں کو براہ راست کاٹ سکتا ہے ، جو بنیادی طور پر پگھلنے والے واقعے کے بغیر ، ایک فوٹو کیمیکل رد عمل ہے۔ تھرمل اثر کے اثر کو محدود کرنا۔ دوسری طرف ، یووی بینڈ بہت سارے پولیمر کا حساس بینڈ ہے ، جیسے فوٹو اسٹورسٹ۔ یہ پولیمر الٹرا وایلیٹ فیمٹوسیکنڈ لیزر کی شعاع ریزی کے تحت دو فوٹون پولیمرائزیشن اثر پیدا کرے گا ، جس سے بہتی ہوئے کولائیڈ پولیمریز کو اعلی مکینیکل طاقت کے ساتھ ٹھوس بنا دیا جاتا ہے۔ پروسیسنگ کے بعد ، فوٹو اسٹورسٹ دھل جائے گا ، اور مطلوبہ ڈھانچہ حاصل کیا جاسکتا ہے۔ اس اصول کا استعمال کرکے ، عمدہ ٹھیک 3 D ڈھانچہ پروسیسنگ کی جاسکتی ہے۔
ویکٹر اور بنور کے شعبوں میں فیمٹوسیکنڈ مشینی کی خصوصیات اور فوائد
روایتی femtosecond لیزر پروسیسنگ بنیادی طور پر لیزر کی توانائی کی خصوصیات پر مرکوز ہے. ماد ofی کے غیر لکیری اثر کو فیمٹوسیکنڈ لیزر فیلڈ کی انتہائی اعلی توانائی سے متاثر کیا جاتا ہے ، تاکہ پروسیسنگ کا مقصد حاصل ہوسکے۔ روشنی اور مادے کے مابین تعامل کے عمل میں ، نہ صرف توانائی کا جذب ہوتا ہے بلکہ رفتار کا تبادلہ بھی ہوتا ہے ، جس کا مطلب ہے کہ نیا لیزر موڈ فیمٹوس سیکنڈ پروسیسنگ کے شعبے میں اپنے فوائد کو پورا کھیل دے سکتا ہے۔
ویکٹر فیلڈ اور ورٹیکس فیلڈ دو نئے عام لیزر طریقوں میں سے ایک ہیں۔ پولرائزیشن اور مرحلے کی ان کی مقامی ٹاپولوجیکل خصوصیات کھیت میں کچھ خاص جسمانی خصوصیات رکھتی ہیں۔ مثال کے طور پر ، ویکٹر فیلڈ فوق العاده حد سے زیادہ فوکل جگہ پر تبدیل ہوسکتا ہے ، جو سائز میں چھوٹا ہے ، لہذا مشینی کی درستگی زیادہ ہے۔ دوسری طرف ، خود ہی فیلڈ کے ذریعہ اٹھائے جانے والے فوٹوون زاویہ کی رفتار اس معاملے کے ساتھ رفتار کا تبادلہ کرسکتی ہے۔ مثال کے طور پر ، سرپل مرحلے کے ڈھانچے کے ساتھ بںور روشنی کا شعبہ فوٹوون مدار زاویہ کی رفتار رکھتا ہے ، جو ذرات کو مقررہ محور کے گرد گھومنے کے لئے چلا جاتا ہے۔ بائیں ہاتھ سے یا دائیں ہاتھ سے دائمی طور پر پولرائزڈ لائٹ فوٹون اسپن کونیی رفتار رکھتی ہے ، جو ذرات کو گھومنے کے لئے آمادہ کر سکتی ہے۔ ویکٹر لائٹ فیلڈ جس کی پولرائزیشن کی جگہ مقامی پوزیشن کے ساتھ بدلی جاتی ہے وہ کونیی کی رفتار کے مابین تعامل ظاہر کرسکتا ہے۔ اسی طرح ، ویکٹر اور ورٹیکس شعبوں کی رفتار کی خصوصیات بھی femtosecond لیزر پروسیسنگ میں استعمال کی جاسکتی ہیں ، جیسے چیریل ڈھانچے کو راغب کرنے کے لئے ورٹیکس فیلڈز کا استعمال ، پیچیدہ نمونوں کو راغب کرنے کے لئے ویکٹر فیلڈ کا استعمال اور اسی طرح کی۔
روایتی femtosecond لیزر پروسیسنگ کے ساتھ مقابلے میں ، اعلی طاقت الٹرا وایلیٹ لیزر سسٹم کے ذریعہ تیار کردہ جگہ وقت کی خصوصیات کے ساتھ تیار کردہ ویکٹر اور ورٹیکس فیلڈ femtosecond لیزر پروسیسنگ پروسیسنگ ڈھانچے کو متنوع اور پیچیدہ بنا دیتا ہے۔ لائٹ فیلڈ کے مرحلے اور پولرائزیشن کی تقسیم کے ڈیزائن کرکے ، ہم متعدد سطح کے نمونے اور حتی کہ پیچیدہ تین جہتی ٹوپوولوجی حاصل کرسکتے ہیں۔ ٹائم ڈومین اور فریکوینسی ڈومین میں الٹرااسٹ لیزر پلس کو ماڈل کرنے کے ل space اسپیس ٹائم لائٹ ماڈیولیشن ٹیکنالوجی اور اسپیس ٹائم فوکس کرنے والی ٹکنالوجی کے ساتھ مل کر فیمٹوسیکنڈ لیزر پلس تشکیل دینے والی ٹکنالوجی کا استعمال ، اور مختلف ماد materialsوں میں سہ رخی مائکرو نانو پروسیسنگ اور عملی اطلاق کا احساس کریں۔ . توقع کی جاتی ہے کہ یہ ٹیکنالوجیز نئے مربوط آپٹکس اور مائیکرو نینو آپٹکس میں اہم کردار ادا کریں گی۔
فوائد اور بالائے بنفشی ، ویکٹر اور ورٹیکس فیمٹوسیکنڈ لائٹ فیلڈز کے ممکنہ استعمال
صنعت کی مستقل ترقی کے ساتھ ، روایتی فیمٹوسیکنڈ لیزر پروسیسنگ ٹیکنالوجی بڑھتی ہوئی صنعتی مانگ کو پورا نہیں کرسکتی ہے ، لہذا اسے ترقی یافتہ اور بہتر بنایا جانا چاہئے۔ پروسیسنگ کی درستگی کو بہتر بنانے کے لئے یووی فیمٹوسیکنڈ لیزر پروسیسنگ ٹکنالوجی ایک مؤثر طریقہ ہے اور اس میں صنعتی مینوفیکچرنگ میں درخواست کی زبردست قدر ہے۔ ویکٹر اور ورٹیکس فیلڈ کی فیمٹوسیکنڈ لیزر پروسیسنگ ٹکنالوجی نے روایتی سنگل پروسیسنگ موڈ کو تبدیل کر دیا ہے ، جس سے لیزر پروسیسنگ زیادہ لچکدار اور متنوع ہے۔ اس کے علاوہ ، یووی ویکٹر اور ورٹیکس فیمٹوسیکنڈ لیزر پروسیسنگ ٹکنالوجی روشنی اور مادے کے مابین تعامل کے نظریہ کی بھی مشق اور تصدیق ہے ، جو گہری جسمانی میکانزم کو ظاہر کرنے میں مددگار ہے اور اس کی مثبت سائنسی اہمیت ہے۔