لیزر "کارونگ" ہیرا: روشنی کے ساتھ مشکل ترین مواد کو فتح کرنا

ہیرافطرت میں سب سے مشکل مادہ ہے، لیکن یہ صرف زیورات نہیں ہے. اس مواد میں تانبے سے پانچ گنا تیز تھرمل چالکتا ہے، انتہائی گرمی اور تابکاری کا مقابلہ کر سکتا ہے، روشنی کو منتقل کر سکتا ہے، انسولیٹ کر سکتا ہے، اور یہاں تک کہ اسے سیمی کنڈکٹر میں بھی تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ تاہم، یہی "سپر پاورز" ہیرے کو پروسیس کرنے کے لیے "سب سے مشکل" مواد بناتے ہیں - روایتی اوزار یا تو اسے کاٹ نہیں سکتے یا دراڑیں چھوڑ نہیں سکتے۔ یہ لیزر ٹکنالوجی کی آمد تک نہیں تھا کہ آخر کار انسانوں کو اس "مواد کے بادشاہ" کو فتح کرنے کی کلید مل گئی۔

لیزر ہیرے کو کیوں "کاٹ" سکتا ہے؟

کاغذ کو بھڑکانے کے لیے سورج کی روشنی کو فوکس کرنے کے لیے میگنفائنگ گلاس استعمال کرنے کا تصور کریں۔ لیزر پروسیسنگ ہیرے کا اصول اسی طرح کا ہے، لیکن زیادہ عین مطابق ہے۔ جب ایک ہائی انرجی لیزر بیم ہیرے کو روشن کرتی ہے، تو ایک خوردبین "کاربن ایٹم میٹامورفوسس" ہوتا ہے:

1. ہیرا گریفائٹ میں بدل جاتا ہے: لیزر انرجی سطح ہیرے کی ساخت (sp³) کو نرم گریفائٹ (sp²) میں بدل دیتی ہے، بالکل اسی طرح جیسے ہیرا فوری طور پر پنسل کے سیسہ میں تبدیل ہو جاتا ہے۔

2. گریفائٹ "بخار بن جاتا ہے": گریفائٹ کی تہہ اعلی درجہ حرارت پر سرک جاتی ہے یا آکسیجن کے ذریعے کھینچی جاتی ہے، جس سے پروسیسنگ کے درست نشانات رہ جاتے ہیں۔ 3. کلیدی پیش رفت: نقائص نظریہ میں، کامل ہیرے پر صرف الٹرا وائلٹ لیزر (طول موج <229 nm) کے ذریعے کارروائی کی جا سکتی ہے، لیکن حقیقت میں، مصنوعی ہیروں میں ہمیشہ چھوٹے نقائص ہوتے ہیں (جیسے کہ نجاست اور اناج کی حدود)۔ یہ نقائص "سوراخ" کی طرح ہیں جو عام سبز روشنی (532 nm) یا انفراریڈ لیزر (1064 nm) کو جذب ہونے دیتے ہیں۔ سائنس دان عیب کی تقسیم کو منظم کرکے ہیرے پر ایک مخصوص نمونہ تراشنے کے لیے لیزر کو "حکم" بھی دے سکتے ہیں۔

لیزر کی قسم: "بھٹی" سے "آئس چاقو" تک ارتقاء

لیزر پروسیسنگ کمپیوٹر کے عددی کنٹرول سسٹمز، جدید آپٹیکل سسٹمز، اور اعلیٰ درستگی اور خودکار ورک پیس پوزیشننگ کو یکجا کرکے تحقیق اور پروڈکشن پروسیسنگ سینٹر بناتی ہے۔ ہیرے کی پروسیسنگ پر لاگو کیا جاتا ہے، یہ موثر اور اعلی صحت سے متعلق پروسیسنگ حاصل کرسکتا ہے.

1. مائکرو سیکنڈ لیزر پروسیسنگ مائکرو سیکنڈ لیزر پلس کی چوڑائی وسیع ہے اور عام طور پر کسی نہ کسی طرح کی پروسیسنگ کے لئے موزوں ہے. موڈ لاکنگ ٹیکنالوجی کے ظہور سے پہلے، لیزر دالیں زیادہ تر مائیکرو سیکنڈ اور نینو سیکنڈ رینج میں تھیں۔ فی الحال، مائیکرو سیکنڈ لیزرز کے ساتھ ڈائمنڈ پروسیسنگ کے بارے میں کچھ رپورٹس ہیں، اور ان میں سے زیادہ تر بیک اینڈ پروسیسنگ ایپلی کیشن فیلڈ پر فوکس کرتی ہیں۔

2. نینو سیکنڈ لیزر پروسیسنگ نینو سیکنڈ لیزر فی الحال ایک بڑے مارکیٹ شیئر پر قابض ہیں اور اچھی استحکام، کم لاگت اور مختصر پروسیسنگ وقت کے فوائد رکھتے ہیں۔ وہ بڑے پیمانے پر انٹرپرائز کی پیداوار میں استعمال ہوتے ہیں۔ تاہم، نینو سیکنڈ لیزر کو ختم کرنے کا عمل تھرمل طور پر نمونے کے لیے تباہ کن ہے، اور میکروسکوپک مظہر یہ ہے کہ پروسیسنگ سے گرمی سے متاثرہ ایک بڑا زون پیدا ہوتا ہے۔

3. Picosecond لیزر پروسیسنگ Picosecond لیزر پروسیسنگ نینو سیکنڈ لیزر تھرمل توازن ختم کرنے اور femtosecond لیزر کولڈ پروسیسنگ کے درمیان ہے۔ نبض کا دورانیہ نمایاں طور پر کم ہو جاتا ہے، جو گرمی سے متاثرہ زون کی وجہ سے ہونے والے نقصان کو بہت حد تک کم کر دیتا ہے۔

4. فیمٹوسیکنڈ لیزر پروسیسنگ الٹرا فاسٹ لیزر ٹیکنالوجی ڈائمنڈ فائن پروسیسنگ کے مواقع فراہم کرتی ہے، لیکن فیمٹوسیکنڈ لیزر کی زیادہ لاگت اور دیکھ بھال کی لاگت پروسیسنگ طریقوں کے فروغ کو محدود کرتی ہے۔ فی الحال، زیادہ تر متعلقہ تحقیق لیبارٹری کے مرحلے میں ہے.

نتیجہ

"کاٹنے سے قاصر" سے لے کر "اپنی مرضی سے تراشنے" تک، لیزر ٹیکنالوجی نے بنایا ہے۔ہیرا اب لیبارٹری میں پھنسا "گلدان" نہیں ہے۔ ٹکنالوجی کی تکرار کے ساتھ، مستقبل میں ہم دیکھ سکتے ہیں: ہیرے کی چپس موبائل فون میں گرمی کو ختم کرتی ہے، معلومات کو ذخیرہ کرنے کے لیے ہیروں کا استعمال کرتے ہوئے کوانٹم کمپیوٹر، اور یہاں تک کہ انسانی جسم میں لگائے گئے ڈائمنڈ بائیو سینسرز… روشنی اور ہیروں کا یہ رقص ہماری زندگیوں کو بدل رہا ہے۔