سائنسدانوں نے انتہائی موثر اور اعلیٰ صحت سے متعلق تھری ڈی لائٹ شیپنگ ڈیوائس کے لیے ایک نیا طریقہ تیار کیا ہے۔

آپٹیکل کمپیوٹنگ، انٹیگریٹڈ فوٹوونکس، اور ڈیجیٹل ہولوگرافی جیسی جدید ٹیکنالوجیز کو تین جہتی جگہ میں روشنی کے سگنلز کی لچکدار ہیرا پھیری کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس عمل میں، مطلوبہ اطلاق کے مطابق روشنی کے بہاؤ کی تشکیل اور رہنمائی بہت ضروری ہے۔

چونکہ درمیانے درجے کے اندر روشنی کے بہاؤ کو اس کے اضطراری انڈیکس سے کنٹرول کیا جاتا ہے، اس لیے درمیانے کے اندر نظری راستوں کو کنٹرول کرنے کے لیے اضطراری انڈیکس کی مخصوص ہیرا پھیری کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس کو حاصل کرنے کے لیے، سائنسدانوں نے نام نہاد "ایپیریوڈک فوٹوونک والیوم ایلیمینٹس" (APVEs) تیار کیے ہیں، جو کہ مائیکرو اسکیل ووکسلز ہیں جن میں مخصوص اضطراری اشاریے پہلے سے طے شدہ پوزیشنوں پر رکھے گئے ہیں تاکہ روشنی کے بہاؤ کو کنٹرول شدہ طریقے سے رہنمائی کرسکیں۔ تاہم، ان عناصر کو تراشنے کے لیے اعلیٰ درستگی کی ضرورت ہوتی ہے، اور زیادہ تر ہلکی شکل دینے والے مواد 2D کنفیگریشن تک محدود ہوتے ہیں یا بالآخر آؤٹ پٹ بیم پروفائلز میں کمی کا باعث بنتے ہیں۔

حال ہی میں، فوٹوونکس جریدے "APNexus" میں شائع ہونے والی ایک تحقیق نے اعلیٰ درستگی والے APVEs تیار کرنے کا ایک آسان طریقہ پیش کیا، اور ایپلی کیشنز کی ایک رینج میں ان کے استعمال کا مظاہرہ کیا۔ اس تحقیق کی قیادت آسٹریا کی میڈیکل یونیورسٹی آف انسبرک سے تعلق رکھنے والے الیگزینڈر جیساکر نے کی تھی، اور اس نے روشنی کی تشکیل میں جن حدود کا ذکر کیا ہے ان پر قابو پاتا ہے۔

اس طریقہ کار میں "ڈائریکٹ لیزر رائٹنگ" (DLW) نامی تکنیک کا استعمال کیا گیا ہے، جو کہ ایک تیز رفتار لیزر ٹیکنالوجی ہے جو مختلف ایپلی کیشنز کے لیے روشنی کی درست رہنمائی کے لیے بوروسیلیکیٹ شیشے کے اندر تین جہتوں میں مخصوص ریفریکٹیو انڈیکس کے ساتھ ووکسلز کو ترتیب دیتی ہے۔

رپورٹس کے مطابق، محققین نے ایک الگورتھم ڈیزائن کیا جو درمیانے درجے سے گزرنے والی روشنی کو متحرک کرتا ہے تاکہ ضروری درستگی حاصل کرنے کے لیے ووکسلز کی بہترین پوزیشن کا تعین کیا جا سکے۔ اس کی بنیاد پر، وہ 154,000 منٹ میں 308,000 سے 20 ووکسلز بنانے میں کامیاب ہوئے، ہر ووکسل کا حجم تقریباً 1.75 μm × 7.5 μm × 10 μm ہے۔ اس کے علاوہ، انہوں نے عمل کے دوران سبسٹریٹ پر مرکوز لیزر کی کسی بھی کروی خرابی (بیم پروفائل ڈسٹریشن) کی تلافی کے لیے متحرک ویو فرنٹ کنٹرول کا استعمال کیا۔ اس نے میڈیم کے اندر ہر گہرائی میں ہر ووکسیل کے پروفائل کی مستقل مزاجی کو یقینی بنایا۔

ٹیم نے طریقہ کار کے قابل عمل ہونے کو ظاہر کرنے کے لیے تین قسم کے APVEs تیار کیے: ان پٹ بیم کی شدت کی تقسیم کو کنٹرول کرنے کے لیے ایک انٹینسیٹی شیپر، ان پٹ بیم میں سرخ، سبز اور نیلے رنگ کے اسپیکٹرا کی ترسیل کو کنٹرول کرنے کے لیے ایک RGB ملٹی پلیکسر، اور ایک Hermit-Gaussian (HG) موڈ ٹرانسمیشن کی رفتار کے لیے ڈیٹا سارٹر۔

ٹیم نے انٹینسٹی شیپر کا استعمال گاوسی بیم کو مائیکرو اسکیل مسکراہٹ والی آرک کی شکل والی روشنی کی تقسیم میں تبدیل کرنے کے لیے کیا، پھر مختلف رنگوں میں مسکراتے ہوئے قوس کے سائز کی تقسیم کے مختلف حصوں کی نمائندگی کرنے کے لیے ملٹی پلیکسر کا استعمال کیا، اور آخر میں آپٹیکل فائبرز کے ذریعے منتقل ہونے والے متعدد گاوسی موڈز کو HG موڈ میں تبدیل کرنے کے لیے HG موڈ سارٹر کا استعمال کیا۔ تمام صورتوں میں، ڈیوائس بغیر کسی خاص نقصان کے ان پٹ سگنل کو منتقل کرنے اور APVEs کے لیے ایک نیا بینچ مارک قائم کرتے ہوئے، 80% تک کی ریکارڈ توڑ بازی کی کارکردگی حاصل کرنے کے قابل تھی۔

یہ نیا طریقہ انتہائی مربوط 3D لائٹ شیپنگ ڈیوائسز کی تیز رفتار پروٹو ٹائپنگ کے لیے ایک مثالی کم لاگت والے پلیٹ فارم کا دروازہ کھولتا ہے۔ اس کی سادگی، کم قیمت، اور اعلیٰ درستگی کے علاوہ، اس طریقہ کو دیگر ذیلی ذخیروں تک بھی بڑھایا جا سکتا ہے، بشمول نان لائنر مواد۔ اس کی لچک اسے انفارمیشن ٹرانسمیشن، آپٹیکل کمپیوٹنگ، ملٹی موڈ فائبر امیجنگ، نان لائنر فوٹوونکس، اور کوانٹم آپٹکس جیسے شعبوں میں استعمال کے لیے 3D آلات کی وسیع رینج کو ڈیزائن کرنے کے لیے موزوں بناتی ہے۔

سے ماخذ ofweek.com