سالڈ اسٹیٹ لیزر


(امیر سیف اللہ سیف)

لیزر پروجیکٹ کا ذکر ہو تو اکثر قارئین یہ سمجھتے ہیں کہ شاید ہیلئم نیون (He-Ne)گلاس ٹیوب گیس لیزر کی بات ہورہی ہے۔ اکثر کتب و رسائل میں اسی لیزر کے پروجیکٹ شائع ہوتے رہے ہیں ۔ یہ یونٹ لازمی طور پر بڑے‘ نسبتاً مہنگے اور ہائی وولٹیج کی ضرورت کے حامل ہوتے ہیں لیکن یہاں پر ہم آپ کی خدمت میں ایسا لیزر پروجیکٹ پیش کر رہے ہیں جس میں سالڈ اسٹیٹ لیزر ڈائیوڈ استعمال کیا گیا ہے۔یہ پروجیکٹ صرف تدریسی مقاصد اور ان دوستوں کے ذوق کی تکمیل کے لیے پیش کیا جا رہا ہے جو اپنے ہاتھ پروجیکٹ بنانا پسند کرتے ہیں۔

سالڈ اسٹیٹ لیزر نے مذکورہ بالا تمام تصورات کو تبدیل کر کے رکھ دیا ہے۔ اب لیزر پروجیکٹ نہ صرف کم وولٹیج سے چلائے جا سکتے ہیں بلکہ ان کی قیمت بھی کم ہو گئی ہے اور ان کا سائز بھی مختصر ہو گیا ہے۔

اکثر قارئین باخبر ہوں گے کہ لیزر ڈائیوڈز سی ڈی پلیئرز اور لیزر پرنٹرز میں استعمال ہو رہے ہیں- حالیہ چند سالوں میں سالڈ اسٹیٹ لیزرز نے بہت سے لوگوں کو اپنی طرف بہت زیادہ متوجہ کیا ہے۔

اس پروجیکٹ میں پیش کردہ لیزر پوائنٹر کو بنیادی لیزر سورس‘ لیزر لیولنگ گائیڈ، تفریح اور دیگر مقاصد کے لیئے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ پروجیکٹ میں استعمال کردہ اجزا اور بذات خود لیزر ڈائیوڈ کو بہت کم جگہ پر نصب کیا جا سکتا ہے جس کی وجہ سے اس پروجیکٹ کو انفرادی ضروریات کے تحت کئی طریقوں سے بکس یا کیس میں نصب کرنا ممکن ہے۔ لیزر ڈائیوڈ کو پاور مہیا کرنے کے لیئے منبع (سورس) کا انتخاب آپ کے بجٹ اور ضرورت کے مطابق ہوگا تاہم پاور سورس کی تبدیلی سے لیزر شعاع کی شدت میں بہت کم فرق پڑے گا۔

لیزر ڈائیوڈ

سالڈ اسٹیٹ لیزر ڈائیوڈ دیکھنے میں اگرچہ بہت سادہ سا ہے لیکن اسے چلانا نسبتاً پیچیدہ ہے۔آگے چند حفاظتی تدابیر بتائی گئی ہیں جن کو مد نظر رکھ کر آپ ڈائیوڈ کو حادثاتی طور پر تباہ ہونے سے بچا سکیں گے۔ اس پروجیکٹ میں جو لیزر ڈائیوڈ استعمال کیا گیا ہے اس میں مانیٹر فوٹوڈائیوڈ موجود ہے جو پاور سپلائی ریگولیٹر سرکٹ کو فیڈ بیک مہیا کرنے کے لیئے استعمال ہوتا ہے۔ لیزر ڈائیوڈ کے عمل کا انتہائی نازک مرحلہ اس کی فارورڈ کرنٹ ہے۔

استعمال کردہ لیزر ڈائیوڈ کی تھریشولڈ کرنٹ (تاکہ لیزنگ عمل کا آغاز ہو سکے) مثالی طور پر 80mA ہے۔ اس کرنٹ کی زیادہ سے زیادہ مقدار 95mA تک ہے۔100mA سے زائد کرنٹ لیزر ڈائیوڈ کو فوری طور پر تباہ کر دیتی ہے۔ اندر لگا ہوا مانیٹر ڈائیوڈ لیزر کی آؤٹ پٹ لائٹ پاور پر نظر رکھتا ہے۔ اسے زیرنظر سرکٹ میں کرنٹ ریگولیٹر سرکٹ کے ایک حصے کے طور پر استعمال کیا گیا ہے۔

استعمال کردہ لیزر ڈائیوڈ کی آپٹیکل آؤٹ پٹ پاور 5mW مقرر کی گئی ہے جو نسبتاً زیادہ قدر ہے اور اس کے باعث کافی طاقت کی روشنی حاصل کی جا سکتی ہے۔ 50% ڈیوٹی سائکل پر پلس کرنے سے‘ جب کہ پلس وڈتھ زیادہ سے زیادہ 1ms رکھی جائے‘ لیزر ڈائیوڈ سے 6mW تک کی آؤٹ پٹ پاور حاصل کی جا سکتی ہے۔

لیزر ڈائیوڈ کے گرد زیادہ سے زیادہ ریورس وولٹیج کی شرح 2V ہے۔ یہ ڈائیوڈ 10 سے 50 درجے سینٹی گریڈ درجہء حرارت پر کام کر سکتا ہے۔ اس کے آپریٹنگ وولٹیج 2.3V سے 2.7V ہیں اور لیزنگ ویو لینتھ 670nm سے 680nm تک ہے۔ یہ ویو لینتھ سرخ رنگ کے لیزر کی خصوصیات کے طور پر جانی جاتی ہے۔

ریگولیٹر

یہ سرکٹ لیزر ڈائیوڈ کے ساتھ مل کر کام کرتا ہے اور اس کے عمل کا انحصار لیزر ڈائیوڈ کے عمل پر ہے ۔ چنانچہ لیزر ڈائیوڈ کو اس سرکٹ کا اہم ترین حصہ کہا جا سکتا ہے۔لیزر ٹارچ کا سرکٹ ڈایا گرام شکل نمبر 1میں دکھایا گیا ہے۔ یہ سرکٹ دراصل ریگولیٹر ہی کا سرکٹ ڈایا گرام ہے۔


شکل نمبر 1 : سالڈ اسٹیٹ لیزر کا مکمل سرکٹ ڈایا گرام۔

3mW کا لیزر ڈائیوڈ اپنی آپریٹنگ کرنٹ کو ‘ 5mW کے لیزر ڈائیوڈ کی نسبت مختلف طریقے سے متعین کرتا ہے چنانچہ دونوں کے لئے رزسٹر R3 کی قدر بھی مختلف ہے۔ لیزر اسمبلی میں مانیٹر فوٹو ڈائیوڈ لگا ہوا ہے جو سرکٹ کو کنٹرول کرتا ہے۔ یہ پن 1 اور پن 3 سے منسلک ہے۔ اس فوٹو ڈائیوڈ پر پڑنے والی روشنی کی مقدار ‘ ڈائیوڈ میں سے گزرنے والی ریورس کرنٹ کو متغیر کرتی ہے۔اس کے نتیجے میں یہ ریورس کرنٹ ریگولیٹر کی کرنٹ کو کنٹرول کرتی ے ۔ اس طرح لیزر ڈائیوڈ سے گزرنے والی کرنٹ بھی کنٹرول ہوتی ہے۔

فرض کریں کہ لیزر ڈائیوڈ سے آنے والی روشنی(لیزر شعاع) میں اضافہ ہوتا ہے تو فوٹو ڈائیوڈ میں سے زیادہ ریورس کرنٹ گزرے گی اور ٹرانزسٹر TR1 کی بیس کرنٹ میں اضافہ ہو جائے گا۔ چونکہ TR1 پی این پی نوعیت کا ٹرانزسٹر ہے چنانچہ بڑھتے ہوئے وولٹیج اسے آف کر دیں گے۔ اس حالت میں بیس وولٹیج ‘ ایمیٹر وولٹیج سے قریب تر ہوں گے۔

ٹرانزسٹر TR2 کے بیس وولٹیج ٹرانزسٹر TR1سے ملتے ہیں چنانچہ لیزر ڈائیوڈ سے گزرنے والی کرنٹ اب کم ہو جائے گی۔ لیزر ڈائیوڈ کے عمل اور رزسٹرز VR1, R2 کی مجموعی رزسٹینس سے کرنٹ کا تعین ہوتا ہے۔ پوٹینشو میٹر VR1 کی مدد سے لیزر ڈائیوڈ کی آؤٹ پٹ پاور بھی کنٹرول کی جا سکتی ہے۔

تشکیل

آغاز سے قبل لیزر ڈائیوڈ کو استعمال کرنے کی ہدایات کو اچھی طرح سمجھ لیں۔

لیزر ٹارچ کو پی سی بی پر نصب کیا جائے گا۔ اس پی سی بی کا نمونہ اور پی سی بی پر اجزا کی ترتیب کا خاکہ شکل نمبر 2 میں دکھایا گیا ہے۔


شکل نمبر 2 : سالڈ اسٹیٹ لیزر کے لئے پی سی بی کا نمونہ اور اس پر اجزا کی ترتیب۔

پی سی بی کا سائز کافی مختصر ہے اور چونکہ سرکٹ میں کم اجزا استعمال کئے گئے ہیں چنانچہ آپ اپنی ضرورت کے مطابق کسی بھی سائز میں اپنا پی سی بی خود بھی بنا سکتے ہیں۔ آپ لیزر ٹارچ کو جس نوعیت کے کیس میں بند کرنا چاہتے ہیں‘ اپنا پی سی بی بھی اسی کیس کے سائز کے مطابق بنا سکتے ہیں۔ تاہم دکھایا گیا پی سی بی 1.5 x 0.75 انچ کا ہے جو کسی بھی چھوٹے سے کیس میں آسانی سے نصب کیا جا سکتا ہے۔

پوٹینشو میٹر پی سی بی کے اوپر ہی لگایا جا سکتا ہے۔ اسی طرح پش سوئچ کے پیڈ بھی پی سی بی پر بنے ہوئے ہیں۔ آپ چھوٹے سے سائز کا پش سوئچ استعمال کریں اور اس کو چھوٹی تاروں کی مدد سے پی سی بی کے اوپر ہی جوڑ دیں۔

یہ بے حد ضروری ہے کہ آپ لیزر ڈائیوڈ کو سب سے آخر میں جوڑیں۔ اس کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ لیزر ڈائیوڈ، الیکٹرو سٹیٹک ڈسچارج (ESD) سے، بہت آسانی سے خراب ہو سکتا ہے چنانچہ اس سلسلے میں خاصی احتیاط کی ضرورت ہوگی۔ اس ڈائیوڈ کو استعمال کرنے سے قبل اینٹی سٹیٹک احتیاطی تدابیر ضرور اختیار کریں جو اس نوعیت کے اجزا کے بچاؤ کے لئے عام طور پر مستعمل ہیں۔

مثال کے طور پر اپنے آپ کو کسی بڑے دھاتی جسم سے چھو کر ڈسچارج کر لیں۔ اس طرح اگر آپ کے جسم میں کوئی الیکٹرو سٹیٹک چارج موجود ہے تو وہ اس دھاتی جسم میں منتقل ہو جائے گا۔ اسی طرح سولڈرنگ آئرن کو بھی باقاعدہ ارتھ کر لیں اور تب اس سے ٹانکے لگائیں۔ جب لیزر ڈائیوڈ کو آپ پی سی بی پر جوڑ لیں گے تو اس کے بعد بورڈ اور بورڈ پر لگے ہوئے دیگر اجزا اسے سٹیٹک چارج سے تحفظ فراہم کریں گے۔

اجزا کو صفائی اور نفاست سے جوڑیں اور ٹانکے بھی نہایت عمدہ لگائیں۔ یہاں پر بے احتیاطی اور جلد بازی کام بگاڑ دے گی اور بعد میں آپ کو خاصی دشواری ہوگی۔

جانچ پڑتال

سرکٹ کو پاور مہیا کرنے سے قبل یہ یقین کر لیں کہ لیزر ڈائیوڈ سے لگے ہوئے کنکشن درست اور محفوظ ہیں۔ یہ خاص طور پر دیکھیں کہ لیزر ڈائیوڈ کی تاریں آپس میں شارٹ ہونے کے امکانات تو نہیں ہیں۔ بہتر ہوگا کہ اس کی تاروں پر پلاسٹک سلیو Sleeveچڑھا دیں۔

سرکٹ بورڈ کو دو بارہ چیک کریں۔ اضافی تاریں‘ ٹانکے کی فالتو مقدار‘ ڈھیلے کنکشن وغیرہ سب باریک بینی سے جانچیں۔فالتو اور اضافی تاریں کاٹ کر چھوٹی کر لیں۔ تارکا کوئی ٹکڑا وغیرہ پی سی بورڈ پر کہیں پڑا رہ گیا ہے تو اسے ہٹا لیں۔ ٹانکوں کے ارد گرد اور پی سی بی کے ٹریکس کے درمیان اگر ٹانکے کی اضافی اور غیر ضروری مقدار موجود ہے تو اسے احتیاط سے دور کر لیں۔ پی سی بورڈ پر لگی ہوئی تاروں کو مناسب انداز میں ہلا جلا کر دیکھ لیں کہ یہ درست جڑ گئی ہیں اور ٹانکہ لگنے کی جگہ پر ڈھیلی تو نہیں ہیں۔ اگر کوئی ٹانکہ مشکوک یا کمزور معلوم ہو تو اسے دوبارہ لگا لیں۔ تار کے بورڈ پر لگے ہوئے سروں کو اچھی طرح دیکھیں کہ کوئی تار ٹوٹنے والی تو نہیں۔

سب کچھ درست ہو تو سرکٹ کو پاور سپلائی سے جوڑ دیں۔ پہلی مرتبہ لیزر ڈائیوڈ کی روشنی فوکس میں نہیں ہوگی۔ یہاں خاص طور پر خیال رکھیں کہ آپ نے آن حالت میں لیزر ڈائیوڈ کے روشنی خارج کرنے والے سرے کو براہ راست ہرگز نہیں دیکھنا۔ یہ عمل آپ کی بینائی کو خراب کرنے کا باعث ہو سکتا ہے کیونکہ لیزر شعاع بینائی کے لیے مضر ہے- چند میٹر کے فاصلے سے لیزر کی روشنی کسی دیوار پر ڈالیں۔ اس کے بعد لیزر ڈائیوڈ کا لینز متعین (Adjust)کریں۔ اس پر چوڑیاں لگی ہوتی ہے ان کو اندر اور باہر کی طرف گھما کر فوکس متعین کیا جا سکتا ہے۔ لینز کو اس طرح متعین کریں کہ روشنی کا نقطہ 2.3mmقطر کا بنے۔

اگر یہاں تک سب کچھ درست ہے تو اب آپ اپنے پروجیکٹ کو کسی مناسب سے کیس میں بند کر سکتے ہیں۔

لیزر ڈائیوڈ خراب ہو جائے تب بھی یہ لیزر شعاع خارج کر سکتا ہے تاہم اس کی قوت بہت کم ہوگی۔ اگر کبھی آپ محسوس کریں کہ لیزر شعاع کی قوت کم ہو گئی ہے تو لیزر ڈائیوڈ کو تبدیل کر دیں۔

فہرست اجزاء

( سالڈ اسٹیٹ لیزر )

رزسٹرز    
R1 = 1K0 کاربن فلم رزسٹر ¼ واٹ‘ ٪5 شرح انحراف
R2 = 1K0 کاربن فلم رزسٹر ¼ واٹ‘ ٪5 شرح انحراف
R3 = 10R کاربن فلم رزسٹر ¼ واٹ‘ ٪5 شرح انحراف
کپیسیٹر    
C1 = 100µ الیکٹرولائیٹک
سیمی کنڈکٹر    
TR1 = A564 پی این پی سلیکان ٹرانزسٹر
TR2 = C828 این پی این سلیکان ٹرانزسٹر
D1 = 1N4001 ریکٹی فائر ڈائیوڈ
D2 = لیزر ڈائیوڈ
متفرق    
3V = بیٹری سیل
  = لیزر ڈائیوڈ کے لئے کیس‘ لینز وغیرہ۔