فائبر کپلڈ لیزر ڈایڈڈ ماڈیول

بہت سے ایپلی کیشنز میں، یہ آسان ہے کہ لیزر ڈائیوڈ کے آؤٹ پٹ کو آپٹیکل فائبر میں جوڑا جائے تاکہ روشنی کو جہاں ضرورت ہو وہاں پہنچایا جا سکے۔

 

 

فوائد:

فائبر سے خارج ہونے والی روشنی میں ایک گول، ہموار (ہم آہنگ) شدت کا پروفائل اور ایک سڈول بیم کا معیار ہوتا ہے، جو بہت سے معاملات میں بہت آسان ہوتا ہے۔ مثال کے طور پر، اختتامی پمپ والے سالڈ سٹیٹ لیزر کے لیے گول پمپ کی جگہ بنانے کے لیے کم پیچیدہ آپٹکس کی ضرورت ہوتی ہے۔

لیزر ڈائیوڈ کو ٹھنڈک کے ساتھ ہٹایا جا سکتا ہے، مثال کے طور پر سالڈ سٹیٹ لیزر ہیڈ سے، جو زیادہ کمپیکٹ ہو سکتا ہے اور یہاں دوسرے حصوں کے لیے زیادہ جگہ چھوڑ سکتا ہے۔

ایک عیب دار فائبر کپلڈ ڈایڈڈ لیزر کو روشنی کا استعمال کرتے ہوئے ڈیوائس کی سیدھ میں تبدیلی کیے بغیر آسانی سے تبدیل کیا جا سکتا ہے۔

فائبر سے جڑے اجزاء کو دوسرے فائبر اجزاء کے ساتھ آسانی سے ملایا جا سکتا ہے۔

فائبر کپلڈ ڈایڈڈ لیزرز کی اقسام

بہت سے ڈایڈڈ لیزرز فائبر کپلڈ شکل میں فروخت کیے جاتے ہیں، جس میں مضبوط فائبر کپلنگ آپٹکس لیزر پیکج میں بنائے جاتے ہیں (مثلاً، مستقل لیزر ویلڈنگ فائبر اٹیچمنٹ)۔ مختلف ڈائیوڈ لیزرز کے لیے استعمال ہونے والے فائبر اور ٹیکنالوجیز بہت مختلف ہوتی ہیں:

سب سے آسان معاملہ VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) ہے، جو عام طور پر اعلیٰ بیم کوالٹی، اعتدال پسند بیم ڈائیورجن، کوئی astigmatism اور سرکلر شدت کی تقسیم کے ساتھ ایک شہتیر خارج کرتا ہے۔ ایک سادہ کروی لینس واحد موڈ فائبر کے کور میں اخراج کے نقطہ کی تصویر کشی کے لیے کافی ہے۔ 70-80% کے آرڈر کے جوڑے کی افادیت حاصل کی جا سکتی ہے۔ فائبر کو براہ راست VCSEL کی خارج کرنے والی سطح پر جوڑا (بٹ جوائنٹ) کرنا بھی ممکن ہے۔

چھوٹے کنارے سے خارج کرنے والے لیزر ڈایڈس بھی ایک ہی مقامی موڈ میں خارج ہوتے ہیں اور اس طرح اصولی طور پر سنگل موڈ ریشوں کو بھی موثر جوڑے کی اجازت دیتے ہیں۔ تاہم، اگر ایک سادہ کروی لینس استعمال کیا جاتا ہے، تو شہتیر کی بیضوی پن سے جوڑے کی کارکردگی نمایاں طور پر کم ہو جاتی ہے۔ مزید برآں، کم از کم ایک سمت میں بیم کا انحراف نسبتاً زیادہ ہے، جس میں نسبتاً زیادہ عددی یپرچر والے لینز کی ضرورت ہوتی ہے۔ ایک اور مسئلہ ڈایڈڈ آؤٹ پٹ کی astigmatism ہے، خاص طور پر گین گائیڈڈ ڈایڈس کے لیے؛ اس کی تلافی اضافی کمزور بیلناکار لینز سے کی جا سکتی ہے۔ چند سو ملی واٹ تک آؤٹ پٹ پاورز کے ساتھ، فائبر کے ساتھ مل کر گین گائیڈڈ ایل ڈیز کو پمپ کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے، مثال کے طور پر، ایربیم ڈوپڈ فائبر ایمپلیفائر۔

سادہ فائبر کپلڈ کم پاور ایج ایمیٹنگ لیزر ڈائیوڈ کا اسکیمیٹک سیٹ اپ۔ ایک کروی لینس (یا ممکنہ طور پر ایک ڈبل لینس) فائبر کور میں لیزر ڈائیوڈ پہلو کی تصویر بنانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ شہتیر کی بیضوی پن اور astigmatism جوڑے کی کارکردگی کو کم کرتے ہیں۔

وائڈ ایریا لیزر ڈایڈس ایمیٹر کی لمبی سمت میں مقامی طور پر ملٹی موڈ ہوتے ہیں۔ اگر گول شہتیر کو صرف ایک بیلناکار عینک کے ساتھ شکل دی جاتی ہے اور پھر اسے ملٹی موڈ فائبر میں لانچ کیا جاتا ہے، تو زیادہ تر چمک (چمک) ختم ہو جائے گی کیونکہ تیز محور کی سمت میں بیم کے اعلی معیار کا فائدہ نہیں اٹھایا جا سکتا۔ مثال کے طور پر، 1 ڈبلیو پاور کو ملٹی موڈ فائبر میں لانچ کیا جا سکتا ہے جس کا بنیادی قطر 50 μm اور ایک عددی یپرچر (NA) 0.12 ہے۔ یہ کم طاقت والے بلک لیزرز، جیسے مائیکرو چپ لیزرز کو پمپ کرنے کے لیے کافی ہے۔ یہاں تک کہ 10 ڈبلیو کی لانچ شدہ طاقتیں بھی ممکن ہیں۔

ایک سادہ فائبر کپلڈ وسیع ایریا لیزر ڈائیوڈ کا اسکیمیٹک سیٹ اپ۔ ایک فائبر لینس تیز محور کی سمت میں بیم کو ہم آہنگ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔

ایک بہتر وسیع رقبہ والی لیزر ٹکنالوجی لانچ سے پہلے بیم کی شکل دینے پر مبنی ہے تاکہ ایک ہم آہنگ بیم کا معیار حاصل کیا جاسکے (صرف ایک ہم آہنگ بیم کا رداس نہیں)۔ یہ اعلی چمک کے لئے اجازت دیتا ہے.

ڈایڈڈ سلاخوں (ڈائیوڈ اریوں) کے لیے، غیر متناسب بیم کے معیار کا مسئلہ اور بھی شدید ہے۔ یہاں، انفرادی ایمیٹرز کے آؤٹ پٹس کو فائبر بنڈل کے الگ الگ ریشوں میں جوڑا جا سکتا ہے۔ ریشوں کو ڈایڈڈ بار کے ایک طرف لکیری صف میں ترتیب دیا گیا ہے، لیکن آؤٹ پٹ کے آخر میں ایک سرکلر صف میں۔ متبادل طور پر، کسی قسم کے بیم شیپر کو ایک ملٹی موڈ فائبر میں لانچ کرنے سے پہلے بیم کے معیار کو ہموار بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ایسا کیا جا سکتا ہے، مثال کے طور پر، دو آئینے والے بیم شیپر یا کچھ مائیکرو آپٹکس کے ساتھ۔ مثال کے طور پر، 30 W کو ایک فائبر میں جوڑا جا سکتا ہے جس کا بنیادی قطر 200-μm (یا حتی کہ 100-μm) اور 0.22 کا NA ہو۔ اس طرح کا سیٹ اپ استعمال کیا جا سکتا ہے، مثال کے طور پر، Nd:YAG یا Nd:YVO 4 لیزرز کو پمپ کرنے کے لیے جس کی آؤٹ پٹ پاور تقریباً 15 W ہے۔

ڈائیوڈ اسٹیک کے لیے، بڑے کور قطر والے ریشے استعمال کیے جاتے ہیں۔ مثال کے طور پر، سینکڑوں واٹ (یا کلو واٹ) آپٹیکل پاور کو 600 μm کے بنیادی قطر اور NA=0.22 کے ساتھ فائبر میں جوڑا جا سکتا ہے۔

فائبر کپلنگ کے نقصانات

فری اسپیس ایمیٹنگ لیزرز کے مقابلے میں فائبر کپلڈ ڈائیوڈ لیزرز کے کچھ ممکنہ نقصانات یہ ہیں:

زیادہ قیمت۔ تاہم، یہ آسان بیم ہینڈلنگ اور ڈیلیوری سے حاصل ہونے والی بچت سے پورا کیا جا سکتا ہے۔

آؤٹ پٹ پاور قدرے کم ہو گئی ہے، اور زیادہ اہم بات، چمک۔ فائبر کپلنگ تکنیک کے لحاظ سے چمک کا نقصان بڑا (طاقت کے حکم سے زیادہ) یا کافی چھوٹا ہوسکتا ہے۔ بعض صورتوں میں یہ کوئی مسئلہ نہیں ہوسکتا ہے، لیکن دوسروں میں یہ اہم چیلنجز پیش کرتا ہے جیسے کہ ڈائیوڈ پمپ بلک لیزر یا ہائی پاور فائبر لیزر ڈیزائن کرنا۔

زیادہ تر معاملات میں (خاص طور پر ملٹی موڈ فائبر)، فائبر پولرائزیشن کو برقرار رکھنے والا نہیں ہے۔ فائبر کی پیداوار عام طور پر جزوی طور پر پولرائزڈ ہوگی، اور جب ریشہ منتقل ہوتا ہے یا درجہ حرارت میں تبدیلی آتی ہے تو پولرائزیشن کی حالت بدل جاتی ہے۔ جب پمپ جذب پولرائزیشن پر منحصر ہو (جیسے Nd:YVO 4 میں) تو یہ ڈائیوڈ-پمپڈ سالڈ سٹیٹ لیزرز کے لیے استحکام کے سنگین مسائل کا باعث بن سکتا ہے۔

فائبر سے مل کر لیزر ڈائیوڈ مصنوعات بھی ہر نظری طول موج کے لیے دستیاب نہیں ہو سکتی ہیں۔

فائبر آؤٹ پٹ بیم کوالٹی

فائبر آؤٹ پٹ کی بیم کا معیار عام طور پر متعین نہیں ہوتا ہے۔ بہت سے معاملات میں صرف بنیادی قطر اور عددی یپرچر (NA) معلوم ہوتے ہیں، اور ایک سٹیپ انڈیکس ملٹی موڈ فائبر فرض کیا جاتا ہے۔ اس صورت میں، بیم کے معیار کو درست طریقے سے شمار کرنے کا کوئی فارمولا نہیں ہے، کیونکہ یہ فائبر موڈز پر آپٹیکل پاور ڈسٹری بیوشن پر منحصر ہے، جو خود لانچ کے حالات پر منحصر ہے۔ تاہم، بیم کوالٹی فیکٹر M2 کا تقریباً اندازہ لگایا جا سکتا ہے، یہ فرض کرتے ہوئے کہ پاور موڈز پر اچھی طرح سے تقسیم کی گئی ہے اور اس لیے عددی یپرچر اصل بیم کے ڈائیورژن (جو تھوڑا زیادہ ہو سکتا ہے) کا ایک معقول تخمینہ ظاہر کرتا ہے۔ یہ مساوات M2≈(π /λ)ΝΑ کی طرف جاتا ہے، جہاں a فائبر کور رداس ہے (یعنی نصف کور قطر)۔ بیم کے معیار کو بھی نمایاں طور پر بہتر بنایا جا سکتا ہے اگر روشنی کو بنیادی طور پر کم آرڈر گائیڈڈ فائبر موڈز میں لانچ کیا جائے، لیکن فائبر کے مضبوط موڑنے سے اس میں کمی واقع ہو سکتی ہے۔

ہم سے رابطہ کریں

 

ہمارا پتہ

B-1507 Ruiding Mansion, No.200 Zhenhua Rd, Xihu District

فون نمبر

0086 181 5840 0345

ای میل

info@brandnew-china.com