بڑے یپرچر والی ٹیلی سکوپ چاند کی تصاویر بناتی ہے۔

آپٹیکل میٹاسرفیس کے عملی استعمال کی طرف ایک اہم قدم امریکہ میں محققین نے اٹھایا ہے۔ ٹیم نے ایک بڑے یپرچر، فلیٹ میٹلنز بنانے کے لیے ایک عام سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ کے عمل کا استعمال کیا۔ اس کی آپٹیکل کارکردگی کا مظاہرہ اسے ایک سادہ دوربین میں معروضی لینس کے طور پر استعمال کرکے کیا گیا جس کا مقصد چاند پر تھا۔ دوربین نے بہتر حل کرنے کی طاقت حاصل کی اور چاند کی سطح کی واضح تصاویر تیار کیں۔

دوربینیں 400 سال سے زیادہ عرصے سے کائنات میں جھانکنے کے لیے استعمال ہوتی رہی ہیں۔ 1600 کی دہائی کے اوائل میں، گیلیلیو گیلیلی نے مشتری کے چاندوں کا مشاہدہ کرنے کے لیے ایک دوربین کا استعمال کیا اور پچھلے سال جیمز ویب اسپیس ٹیلی سکوپ نے کائنات کی شاندار تصاویر لینا شروع کیں۔

آج پیشہ ور ماہرین فلکیات کے ذریعہ استعمال ہونے والی دوربینیں بڑی اور بھاری ہوتی ہیں، جو اکثر اس بات پر پابندیاں لگا دیتی ہیں کہ انہیں کیسے اور کہاں استعمال کیا جا سکتا ہے۔ ان آلات کا سائز ان کے بڑے اپرچرز اور اکثر پیچیدہ ملٹی ایلیمنٹ آپٹیکل سسٹمز کا نتیجہ ہے جو خرابیوں کو ختم کرنے اور مطلوبہ اعلی کارکردگی فراہم کرنے کے لیے ضروری ہیں۔

انجینئرڈ نینو اسٹرکچرز

آپٹیکل میٹا سرفیسز دوربینوں اور دیگر آپٹیکل سسٹم کو چھوٹا اور آسان بنانے کا ایک ممکنہ طریقہ پیش کرتے ہیں۔ یہ انجینئرڈ نانو اسٹرکچرز ہیں جن کے بارے میں مصنوعی آپٹیکل اینٹینا کی ایک سیریز کے طور پر سوچا جا سکتا ہے (شکل دیکھیں)۔ یہ اینٹینا روشنی کو تبدیل کر سکتے ہیں، مثال کے طور پر، اس کا طول و عرض، مرحلہ، اور پولرائزیشن۔

ان میٹاسرفیسز کو روشنی پر توجہ مرکوز کرنے کے لیے انجنیئر کیا جا سکتا ہے، اس طرح دھاتی لینسز تخلیق کی جا سکتی ہیں جو روایتی آپٹکس کے مقابلے میں اہم فوائد پیش کر سکتی ہیں۔ مثال کے طور پر، دھاتوں کی چپٹی سطحیں کروی خرابی سے پاک ہوتی ہیں اور روایتی آپٹکس کے مقابلے میں دھاتی لینس انتہائی پتلی اور وزن میں کم ہوتے ہیں۔

تاہم، دھاتوں کی پیداوار ابھی بھی ابتدائی دور میں ہے۔ فیبریکیشن کے موجودہ طریقے اسکیننگ سسٹمز پر مبنی ہیں جیسے الیکٹران بیم (ای بیم) لیتھوگرافی اور فوکسڈ آئن بیم (FIB) تکنیک۔ یہ سست، مہنگے ہیں، اور دھاتوں کے سائز کو صرف چند ملی میٹر تک محدود کرتے ہیں۔ اس سے بڑے حجم کی پیداوار تقریباً ناممکن ہو جاتی ہے اور اس کا مطلب یہ ہے کہ میٹل لینس فی الحال مہنگے ہیں اور بڑے اپرچر ایپلی کیشنز جیسے کہ دوربینوں کے لیے بہت چھوٹے ہیں۔

ایک میٹا ٹیلی سکوپ

اب، پنسلوانیا اسٹیٹ یونیورسٹی اور NASA-Goddard Space Flight Center کے محققین نے دھاتی مواد بنانے کا ایک بہت بہتر طریقہ تلاش کیا ہے۔ ان کے عمل کو بڑے پیمانے پر پیداوار کے لیے بڑھایا جا سکتا ہے اور بڑے یپرچر کے سائز کے ساتھ میٹل لینس بنانے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے جو ٹیلی سکوپ ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہیں۔

ٹیم نے ڈیپ الٹرا وائلٹ (DUV) لیتھوگرافی کا استعمال کیا، جو کہ سیمی کنڈکٹر انڈسٹری میں عام طور پر استعمال ہونے والی تکنیک ہے۔ ان کے عمل میں چار انچ کے سلیکا ویفر کے اوپری حصے کو نمونہ بنانا شامل تھا۔ ان کے 80-ملی میٹر قطر کے میٹا لینس کو 16 حصوں میں تقسیم کیا گیا تھا جو ویفر کے مختلف کواڈرینٹ پر ایک جیسے نمونوں کو بے نقاب کرتے ہوئے یکجا کیا گیا تھا۔ پیٹرن کی سلائی اور ویفر کی گردش نے ایک مہنگے واحد بڑے ماسک کی ضرورت کو ختم کردیا جو پوری سطح کو بے نقاب کرتا ہے۔

شدت کا پروفائل

میٹلنز کی کارکردگی کو 1200–1600 nm تک پھیلے ہوئے وسیع طول موج کی حد پر مرکوز لیزر بیم کی شدت کے پروفائل کی پیمائش کے ذریعے خصوصیت دی گئی۔ ٹیسٹوں سے پتہ چلتا ہے کہ میٹلنز 1450 nm پر کام کرنے کے لیے ڈیزائن کیے جانے کے باوجود پوری رینج میں پھیلاؤ کی حد کے قریب روشنی کو مضبوطی سے فوکس کر سکتے ہیں۔ تاہم، تفرقی بازی نے طول موج کی پوری حد میں فوکل کی لمبائی میں فرق کیا – ایک نقصان دہ اثر جسے کرومیٹک ابریشن کہتے ہیں۔

میٹلنز کی حل کرنے کی طاقت کو دوربین کے اندر ایک معروضی لینس کے طور پر استعمال کرکے جانچا گیا۔ ٹیم نے تقریباً 80 کلومیٹر کے کم از کم حل کرنے والی خصوصیت کے سائز کے ساتھ چاند کی سطح کی مختلف خصوصیات کی کامیابی کے ساتھ تصویر بنانے کے لیے دوربین کا استعمال کیا۔ یہ اس قسم کے میٹلنز کے لیے اب تک کی سب سے بہتر رپورٹ کردہ حل کرنے والی طاقت ہے۔

اگلی نسل کے نظام

سرکردہ محقق زنگجی نی پنسلوانیا اسٹیٹ یونیورسٹی کا خیال ہے کہ میٹا سرفیس آپٹکس میں گیم چینجر ثابت ہو سکتے ہیں، کیونکہ روشنی کی ہیرا پھیری کے لیے ان کی بے مثال صلاحیت انہیں اگلی نسل کے آپٹیکل سسٹمز کے لیے طاقتور امیدوار بناتی ہے۔ ان کا کہنا ہے کہ یہی وجہ ہے کہ ان کی ٹیم توسیع پذیر، من گھڑت دوستانہ میٹا سرفیسز کی صلاحیتوں کو آگے بڑھانے کے لیے وقف ہے۔

"ہم اپنی ڈیزائن کی تکنیکوں کو بہتر بنانے کا ارادہ رکھتے ہیں تاکہ من گھڑت نقائص برداشت کرنے والے نانو سٹرکچرز کو حاصل کیا جا سکے۔ یہ ہمیں اعلی حجم کی مینوفیکچرنگ ٹکنالوجی کا استعمال کرنے کی اجازت دے گا جیسے فوٹو لیتھوگرافی کو نظر آنے والے رینج میں کام کرنے والے بڑے پیمانے پر دھاتی لینسز بنانے اور زیادہ پیچیدہ نانوانٹینا ڈیزائنز کو شامل کرنے کی اجازت دے گی، مثال کے طور پر، فریفارم سائز والے نانوانٹینا، رنگین خرابی کی تلافی کے لیے،" وہ بتاتا ہے۔ طبیعیات کی دنیا.

میٹاسرفیس لیزر بیم کو شکل دینے میں مدد کرتے ہیں۔

ڈین پنگ سائی۔ سٹی یونیورسٹی آف ہانگ کانگ میں اس تحقیق میں شامل نہیں تھا اور ان کا خیال ہے کہ یہ کام دھاتی ذرات کے کام کرنے والے منظرناموں کو وسعت دیتا ہے اور بڑے یپرچرز کے ساتھ دھاتی ذرات پر تحقیق کی ترغیب دے گا۔ ان کا کہنا ہے کہ DUV لتھوگرافی کا استعمال مناسب ریزولوشن کے ساتھ کم لاگت والے دھاتوں کی اعلی تھرو پٹ مینوفیکچرنگ حاصل کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ یہ اجزاء کو کمرشلائزیشن میں لے آئے گا اور آنے والے سالوں میں انہیں ہماری روزمرہ کی زندگی کا حصہ بنائے گا۔

تسائی کا خیال ہے کہ پین اسٹیٹ میٹلنز میں رنگین خرابی اس کے استعمال کو یک رنگی ایپلی کیشنز تک محدود کرتی ہے۔ وہ یہ بھی بتاتا ہے کہ بڑے ایریا والے براڈ بینڈ اکرومیٹک میٹا لینس کا ڈیزائن اب بھی ایک بڑا چیلنج ہے اور اس کی زبردست مانگ ہے۔ اس کے علاوہ، ان کا ماننا ہے کہ سلائی کی غلطیوں سے بچنے اور من گھڑت عمل کو آسان بنانے کے لیے دھاتی مواد بنانے کا ایک بڑا ماسک ترجیحی طریقہ ہے۔

تحقیق میں بیان کیا گیا ہے۔ ACS نینو خطوط.

• SEO سے چلنے والا مواد اور PR کی تقسیم۔ آج ہی بڑھا دیں۔
• پلیٹو بلاک چین۔ Web3 Metaverse Intelligence. علم میں اضافہ۔ یہاں تک رسائی حاصل کریں۔
• ماخذ: https://physicsworld.com/a/telescope-with-large-aperture-metalens-images-the-moon/