لیزر - آلہ اور آپریشن کے اصول

کسی میڈیم سے گزرتے وقت روشنی کا نارمل رویہ

عام طور پر جب روشنی کسی میڈیم سے گزرتی ہے تو اس کی شدت کم ہو جاتی ہے۔ اس کشیدگی کی عددی قدر بوگوئر کے قانون سے معلوم کی جا سکتی ہے:

اس مساوات میں، درمیانے درجے میں داخل ہونے اور باہر نکلنے والی روشنی کی شدت کے علاوہ، ایک عنصر بھی ہے جسے میڈیم کا لکیری روشنی جذب کرنے کا گتانک کہا جاتا ہے۔ روایتی آپٹکس میں، یہ گتانک ہمیشہ مثبت ہوتا ہے۔

منفی روشنی جذب

اگر کسی وجہ سے جذب گتانک منفی ہے تو کیا ہوگا؟ پھر کیا؟ درمیانے درجے سے گزرتے ہی روشنی کی افزائش ہوگی؛ حقیقت میں، میڈیم منفی جذب دکھائے گا۔

اس طرح کی تصویر کو دیکھنے کے لئے حالات مصنوعی طور پر بنائے جا سکتے ہیں. مجوزہ مظاہر کے نفاذ کے طریقے کے حوالے سے نظریاتی تصور 1939 میں سوویت ماہر طبیعیات ویلنٹن الیگزینڈرووچ فیبریکنٹ نے وضع کیا تھا۔

اس میں سے گزرنے والے فرضی روشنی کو بڑھانے والے میڈیم کا تجزیہ کرنے کے دوران، فیبریکنٹ نے روشنی کو بڑھاوا دینے کا اصول تجویز کیا۔ اور 1955 میںسوویت طبیعیات دان نکولائی گیناڈیوچ باسوف اور الیگزینڈر میخائیلووچ پروخوروف نے اس فیبریکنٹ خیال کو برقی مقناطیسی سپیکٹرم کے ریڈیو فریکوئنسی والے علاقے پر لاگو کیا۔

منفی جذب کے امکان کے جسمانی پہلو پر غور کریں۔ ایک مثالی شکل میں، ایٹموں کی توانائی کی سطح کو لکیروں کے طور پر پیش کیا جا سکتا ہے - گویا کہ ہر ریاست کے ایٹموں نے صرف E1 اور E2 کی سختی سے وضاحت کی ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ جب ایک ریاست سے دوسری حالت میں منتقل ہوتا ہے تو، ایک ایٹم یا تو بالکل واضح طور پر متعین طول موج کی یک رنگی روشنی کو خارج کرتا ہے یا جذب کرتا ہے۔

لیکن حقیقت مثالی سے بہت دور ہے، اور درحقیقت ایٹموں کی توانائی کی سطحوں کی ایک مخصوص چوڑائی ہوتی ہے، یعنی وہ قطعی اقدار کی لکیریں نہیں ہیں۔ لہذا، سطحوں کے درمیان منتقلی کے دوران، خارج ہونے والی یا جذب شدہ تعدد کی ایک خاص حد بھی ہوگی، جو توانائی کی سطحوں کی چوڑائی پر منحصر ہے جن کے درمیان منتقلی ہوتی ہے۔ E1 اور E2 کی قدریں ایٹم کی صرف درمیانی توانائی کی سطح کو ظاہر کرنے کے لیے استعمال کی جا سکتی ہیں۔

لہذا، چونکہ ہم نے فرض کر لیا ہے کہ E1 اور E2 توانائی کی سطحوں کے درمیانی نقطہ ہیں، ہم ان دو حالتوں میں ایک ایٹم پر غور کر سکتے ہیں۔ چلیں E2>E1۔ ایک ایٹم ان سطحوں کے درمیان سے گزرنے پر برقی مقناطیسی تابکاری کو جذب یا خارج کر سکتا ہے۔ فرض کریں کہ، زمینی حالت E1 میں ہونے کی وجہ سے، ایک ایٹم توانائی E2-E1 کے ساتھ بیرونی تابکاری کو جذب کرتا ہے اور ایک پرجوش حالت E2 میں گزر جاتا ہے (اس طرح کی منتقلی کا امکان آئن سٹائن کے عدد B12 کے متناسب ہے)۔

E2 پرجوش حالت میں ہونے کی وجہ سے، توانائی E2-E1 کے ساتھ بیرونی تابکاری کے عمل کے تحت ایٹم توانائی E2-E1 کے ساتھ ایک کوانٹم خارج کرتا ہے اور توانائی E1 کے ساتھ زمینی حالت میں منتقل ہونے پر مجبور ہوتا ہے (اس طرح کی منتقلی کا امکان متناسب ہے آئن اسٹائن گتانک B21)۔

اگر حجم سپیکٹرل کثافت w (v) کے ساتھ یک رنگی شعاعوں کا ایک متوازی شہتیر کسی ایسے مادے سے گزرتا ہے جس کی تہہ میں ایک یونٹ کراس سیکشنل ایریا اور موٹائی dx ہوتی ہے، تو اس کی شدت قدر سے بدل جائے گی:

یہاں n1 E1 ریاستوں میں ایٹموں کا ارتکاز ہے، n2 E2 ریاستوں میں ایٹموں کا ارتکاز ہے۔

مساوات کے دائیں جانب حالات کو بدلتے ہوئے، یہ فرض کرتے ہوئے کہ B21 = B12، اور پھر B21 کے اظہار کو بدلتے ہوئے، ہم تنگ توانائی کی سطحوں پر روشنی کی شدت میں تبدیلی کے لیے مساوات حاصل کرتے ہیں:

عملی طور پر، جیسا کہ اوپر ذکر کیا گیا ہے، توانائی کی سطحیں لامحدود طور پر تنگ نہیں ہیں، اس لیے ان کی چوڑائی کو مدنظر رکھا جانا چاہیے۔ تبدیلیوں کی تفصیل اور فارمولوں کے ایک گروپ کے ساتھ مضمون کو بے ترتیبی نہ کرنے کے لیے، ہم صرف یہ نوٹ کرتے ہیں کہ فریکوئنسی رینج میں داخل ہو کر اور پھر x پر اکٹھا کر کے، ہم اوسط کے حقیقی جذب گتانک کو تلاش کرنے کے لیے ایک فارمولے کے ساتھ ختم کریں گے:

چونکہ یہ واضح ہے کہ تھرموڈینامک توازن کی شرائط میں، نچلی توانائی کی حالت E1 میں ایٹموں کا ارتکاز n1 ہمیشہ اعلیٰ حالت E2 میں ایٹموں کے ارتکاز n2 سے زیادہ ہوتا ہے، عام حالات میں منفی جذب ناممکن ہے، اسے بڑھانا ناممکن ہے۔ بغیر کسی اضافی اقدامات کے صرف حقیقی ماحول سے گزر کر روشنی...

منفی جذب کو ممکن بنانے کے لیے، ایسے حالات پیدا کرنے کی ضرورت ہے جب ایک پرجوش حالت E2 میں ایٹموں کا ارتکاز درمیانے درجے کی E1 میں ایٹموں کے ارتکاز سے زیادہ ہو، یعنی اسے منظم کرنا ضروری ہے۔ درمیانے درجے میں ایٹموں کی ان کی توانائی کی حالتوں کے مطابق الٹ تقسیم۔

ماحول کی توانائی پمپنگ کی ضرورت

توانائی کی سطح کی الٹی آبادی کو منظم کرنے کے لیے (ایک فعال میڈیم حاصل کرنے کے لیے) پمپنگ (مثلاً آپٹیکل یا برقی) استعمال کی جاتی ہے۔ آپٹیکل پمپنگ میں ایٹموں کے ذریعہ ان کی طرف ہدایت کردہ تابکاری کو جذب کرنا شامل ہے، جس کی وجہ سے یہ ایٹم پرجوش حالت میں چلے جاتے ہیں۔

گیس میڈیم میں الیکٹریکل پمپنگ میں گیس خارج ہونے والے الیکٹرانوں کے ساتھ غیر لچکدار تصادم کے ذریعہ ایٹموں کا جوش شامل ہوتا ہے۔ Fabrikant کے مطابق، ایٹموں کی کچھ کم توانائی والی حالتوں کو سالماتی نجاست کے ذریعے ختم کیا جانا چاہیے۔

دو سطحی میڈیم میں آپٹیکل پمپنگ کا استعمال کرتے ہوئے ایک فعال میڈیم حاصل کرنا عملی طور پر ناممکن ہے، کیونکہ مقداری طور پر ایٹموں کی فی یونٹ وقت میں اسٹیٹ E1 سے اسٹیٹ E2 تک اور اس کے برعکس (!) اس معاملے میں مساوی ہوں گے، جس کا مطلب ہے کہ کم از کم تین درجے کے نظام کا سہارا لینا ضروری ہے۔

تین مرحلے کے پمپنگ سسٹم پر غور کریں۔ فوٹان توانائی E3-E1 کے ساتھ بیرونی تابکاری کو میڈیم پر کام کرنے دیں جب کہ میڈیم میں موجود ایٹم توانائی E1 کے ساتھ ریاست سے توانائی E3 کے ساتھ ریاست میں چلے جاتے ہیں۔ E3 توانائی کی حالت سے، E2 حالت اور E1 میں اچانک منتقلی ممکن ہے۔ الٹی آبادی کو حاصل کرنے کے لیے (جب کسی دیے گئے میڈیم میں E2 کی سطح کے ساتھ زیادہ ایٹم موجود ہوں)، E2 کی سطح کو E3 کے مقابلے زیادہ دیرپا بنانا ضروری ہے۔ اس کے لیے درج ذیل شرائط کی پابندی ضروری ہے۔

ان شرائط کی تعمیل کا مطلب یہ ہوگا کہ E2 حالت میں ایٹم زیادہ دیر تک قائم رہتے ہیں، یعنی E3 سے E1 تک اور E3 سے E2 تک اچانک منتقلی کا امکان E2 سے E1 تک اچانک منتقلی کے امکان سے زیادہ ہے۔ پھر E2 کی سطح زیادہ دیر تک پائیدار ہو جائے گی، اور E2 کی سطح پر ایسی حالت کو میٹاسٹیبل کہا جا سکتا ہے۔ اس لیے، جب فریکوئنسی v = (E3 — E1)/h کے ساتھ روشنی اس طرح کے ایک فعال میڈیم سے گزرتی ہے، تو اس روشنی کو بڑھا دیا جائے گا۔ اسی طرح، ایک چار سطح کا نظام استعمال کیا جا سکتا ہے، پھر E3 سطح میٹاسٹیبل ہو جائے گا.

لیزر ڈیوائس

اس طرح، لیزر میں تین اہم اجزاء شامل ہیں: ایک فعال میڈیم (جس میں ایٹموں کی توانائی کی سطح کا آبادی کا الٹ جانا پیدا ہوتا ہے)، ایک پمپنگ سسٹم (آبادی کے الٹ جانے کا ایک آلہ) اور ایک آپٹیکل ریزونیٹر (جو تابکاری کو بڑھاتا ہے۔ کئی بار اور آؤٹ پٹ کا ایک ڈائریکٹڈ بیم بناتا ہے)۔ فعال میڈیم ٹھوس، مائع، گیس یا پلازما ہو سکتا ہے۔

پمپنگ مسلسل یا نبض کی جاتی ہے۔ مسلسل پمپنگ کے ساتھ، میڈیم کی سپلائی میڈیم کے زیادہ گرم ہونے اور اس زیادہ گرمی کے نتائج سے محدود ہوتی ہے۔ پلس پمپنگ میں، ہر ایک نبض کی بڑی طاقت کی وجہ سے درمیانے درجے میں ٹکڑوں میں متعارف کرائی جانے والی مفید توانائی زیادہ حاصل کی جاتی ہے۔

مختلف لیزرز - مختلف پمپنگ

سالڈ سٹیٹ لیزرز کو طاقتور گیس ڈسچارج فلشز، فوکسڈ سورج کی روشنی، یا کسی اور لیزر کے ساتھ ورکنگ میڈیم کو شعاع بنا کر پمپ کیا جاتا ہے۔ یہ ہمیشہ پلسڈ پمپنگ ہوتا ہے کیونکہ پاور اتنی زیادہ ہوتی ہے کہ کام کی چھڑی مسلسل کارروائی سے گر جائے گی۔

مائع اور گیس کے لیزرز کو برقی مادہ کے ساتھ پمپ کیا جاتا ہے۔کیمیائی لیزرز اپنے فعال میڈیم میں کیمیائی رد عمل کی موجودگی کو فرض کرتے ہیں، جس کے نتیجے میں ایٹموں کی الٹی آبادی یا تو رد عمل کی مصنوعات سے حاصل کی جاتی ہے یا مناسب سطح کی ساخت کے ساتھ خصوصی نجاست سے حاصل ہوتی ہے۔

سیمی کنڈکٹر لیزرز کو فارورڈ کرنٹ کے ذریعے پی این جنکشن یا الیکٹران بیم کے ذریعے پمپ کیا جاتا ہے۔ اس کے علاوہ، پمپنگ کے ایسے طریقے ہیں جیسے فوٹو ڈسوسی ایشن یا گیس ڈائنامک طریقہ (گرم گیسوں کا اچانک ٹھنڈا ہونا)۔

آپٹیکل ریزونیٹر - لیزر کا دل

آپٹیکل ریزونیٹر آئینے کے ایک جوڑے کا ایک نظام ہے، آسان ترین صورت میں، دو آئینے (مقعد یا متوازی) ایک دوسرے کے مخالف کھڑے ہوتے ہیں، اور ان کے درمیان ایک عام نظری محور کے ساتھ کرسٹل یا ایک کرسٹل کی شکل میں ایک فعال میڈیم ہوتا ہے۔ گیس کے ساتھ cuvette. درمیانے درجے سے ایک زاویہ سے گزرنے والے فوٹان اسے ایک طرف چھوڑ دیتے ہیں، اور محور کے ساتھ حرکت کرنے والے، متعدد بار منعکس ہوتے ہیں، وسیع ہوتے ہیں اور ایک پارباسی آئینے کے ذریعے باہر نکلتے ہیں۔

یہ لیزر تابکاری پیدا کرتا ہے - مربوط فوٹون کا ایک شہتیر - ایک سختی سے ہدایت شدہ بیم۔ آئینے کے درمیان روشنی کے ایک گزرنے کے دوران، حاصل کی شدت ایک خاص حد سے زیادہ ہونی چاہیے — دوسرے آئینے کے ذریعے تابکاری کے نقصان کی مقدار (آئینہ جتنا بہتر منتقل کرے گا، یہ حد اتنی ہی اونچی ہونی چاہیے)۔

روشنی کی افزائش کو مؤثر طریقے سے انجام دینے کے لیے، نہ صرف فعال میڈیم کے اندر روشنی کے راستے کو بڑھانا ضروری ہے، بلکہ یہ بھی یقینی بنانا ہے کہ گونج سے نکلنے والی لہریں ایک دوسرے کے ساتھ مرحلے میں ہوں، تب مداخلت کرنے والی لہریں زیادہ سے زیادہ ممکنہ طول و عرض۔

اس مقصد کو حاصل کرنے کے لیے، یہ ضروری ہے کہ گونج کی ہر لہر ماخذ آئینے کے کسی نقطہ پر لوٹتی ہو اور عام طور پر، فعال میڈیم میں کسی بھی مقام پر، کامل مظاہر کی من مانی تعداد کے بعد بنیادی لہر کے ساتھ مرحلے میں ہو۔ . یہ تب ممکن ہے جب دو ریٹرن کے درمیان لہر کے ذریعے طے شدہ نظری راستہ اس شرط کو پورا کرتا ہے:

جہاں m ایک عدد عدد ہے، اس صورت میں فیز کا فرق 2P کا ضرب ہوگا:

اب، چونکہ ہر ایک لہر پچھلی ایک سے 2pi کے حساب سے مختلف ہوتی ہے، اس کا مطلب یہ ہے کہ گونجنے والے کو چھوڑنے والی تمام لہریں ایک دوسرے کے ساتھ مرحلے میں ہوں گی، جس سے زیادہ سے زیادہ طول و عرض کی مداخلت ہوگی۔ ریزونیٹر میں آؤٹ پٹ پر تقریباً یک رنگی متوازی تابکاری ہوگی۔

ریزونیٹر کے اندر آئینے کا آپریشن ریزونیٹر کے اندر کھڑی لہروں سے مطابقت رکھنے والے طریقوں کو بڑھا دے گا۔ دوسرے طریقے (حقیقی حالات کی خصوصیات کی وجہ سے پیدا ہونے والے) کمزور ہو جائیں گے۔

روبی لیزر - پہلی ٹھوس حالت

پہلا ٹھوس ریاست کا آلہ 1960 میں امریکی ماہر طبیعیات تھیوڈور میمن نے بنایا تھا۔ یہ ایک روبی لیزر تھا (روبی — Al2O3، جہاں کچھ جالی سائٹس — 0.5% کے اندر — کو ٹرپل آئنائزڈ کرومیم سے بدل دیا جاتا ہے؛ کرومیم جتنا زیادہ ہوگا، روبی کرسٹل کا رنگ اتنا ہی گہرا ہوگا)۔

پہلا کامیاب ورکنگ لیزر جسے ڈاکٹر ٹیڈ میمن نے 1960 میں ڈیزائن کیا تھا۔

انتہائی یکساں کرسٹل سے بنا ایک روبی سلنڈر، جس کا قطر 4 سے 20 ملی میٹر اور لمبائی 30 سے ​​200 ملی میٹر ہے، اس کے احتیاط سے پالش شدہ سروں پر چاندی کی تہوں کی شکل میں بنے دو شیشوں کے درمیان رکھا جاتا ہے۔ سلنڈر ایک سرپل کی شکل کا گیس ڈسچارج لیمپ ایک سلنڈر کو اس کی پوری لمبائی کے ساتھ گھیر لیتا ہے اور اسے کیپسیٹر کے ذریعے ہائی وولٹیج کے ساتھ فراہم کیا جاتا ہے۔

جب لیمپ آن کیا جاتا ہے تو روبی کو شدت سے شعاع کیا جاتا ہے، جبکہ کرومیم کے ایٹم لیول 1 سے لیول 3 تک جاتے ہیں (وہ اس پرجوش حالت میں 10-7 سیکنڈ سے بھی کم وقت کے لیے ہوتے ہیں)، یہ وہ جگہ ہے جہاں ممکنہ طور پر منتقلی ہوتی ہے۔ سطح 2 کا ادراک کیا جاتا ہے - ایک میٹاسٹیبل سطح تک۔ اضافی توانائی روبی کرسٹل جالی میں منتقل کی جاتی ہے۔ سطح 3 سے سطح 1 تک بے ساختہ منتقلی غیر معمولی ہے۔

لیول 2 سے لیول 1 میں منتقلی کو سلیکشن کے اصولوں کے ذریعے منع کیا گیا ہے، اس لیے اس لیول کا دورانیہ تقریباً 10-3 سیکنڈ ہے، جو لیول 3 سے 10,000 گنا زیادہ ہے، نتیجے کے طور پر، ایٹم لیول 2 کے ساتھ روبی میں جمع ہوتے ہیں۔ یہ سطح 2 کی معکوس آبادی ہے۔

بے ساختہ منتقلی کے دوران بے ساختہ پیدا ہونے والے، فوٹون سطح 2 سے لیول 1 تک جبری منتقلی کا سبب بن سکتے ہیں اور ثانوی فوٹون کے برفانی تودے کو اکسا سکتے ہیں، لیکن یہ بے ساختہ منتقلی بے ترتیب ہوتی ہے اور ان کے فوٹان افراتفری کے ساتھ پھیلتے ہیں، زیادہ تر اس کی سائیڈ وال سے گونج کو چھوڑ دیتے ہیں۔

لیکن وہ فوٹان جو محور سے ٹکراتے ہیں وہ آئینے سے متعدد انعکاس سے گزرتے ہیں، جو بیک وقت ثانوی فوٹون کے جبری اخراج کا باعث بنتے ہیں، جو دوبارہ محرک اخراج کو بھڑکاتے ہیں، وغیرہ۔ یہ فوٹون پرائمری کی طرح ایک سمت میں حرکت کریں گے اور کرسٹل کے محور کے ساتھ بہاؤ برفانی تودے کی طرح بڑھے گا۔

فوٹانوں کا کئی گنا بڑھتا ہوا بہاؤ گونجنے والے کے سائیڈ پارباسی آئینے کے ذریعے سختی سے دشاتمک روشنی کی شہتیر کی شکل میں باہر نکلے گا۔ روبی لیزر 694.3 nm کی طول موج پر کام کرتا ہے، جبکہ نبض کی طاقت 109 W تک ہوسکتی ہے۔

ہیلیم کے ساتھ نیین لیزر

ہیلیم نیین (ہیلیم / نیین = 10/1) لیزر سب سے مشہور گیس لیزرز میں سے ایک ہے۔ گیس کے مرکب میں دباؤ تقریباً 100 Pa ہے۔نیون ایک فعال گیس کے طور پر کام کرتا ہے، یہ مسلسل موڈ میں 632.8 nm کی طول موج کے ساتھ فوٹون تیار کرتا ہے۔ ہیلیم کا کام نیین کے اوپری توانائی کی سطحوں میں سے ایک سے الٹ آبادی بنانا ہے۔ اس طرح کے لیزر کی سپیکٹرم چوڑائی تقریبا 5 * 10-3 ہرٹج ہم آہنگی کی لمبائی 6 * 1011 میٹر ہے، ہم آہنگی کا وقت 2 * 103 ° C۔

جب ہیلیم نیین لیزر کو پمپ کیا جاتا ہے تو، ایک ہائی وولٹیج برقی مادہ ہیلیم ایٹموں کو E2 کی سطح کی ایک میٹاسٹیبل پرجوش حالت میں منتقل کرتا ہے۔ یہ ہیلیم ایٹم E1 زمینی حالت میں نیون ایٹموں کے ساتھ غیر مستحکم طور پر ٹکراتے ہیں، اپنی توانائی کو منتقل کرتے ہیں۔ نیین کی E4 سطح کی توانائی ہیلیم کی E2 سطح سے 0.05 eV زیادہ ہے۔ توانائی کی کمی کو ایٹمی تصادم کی حرکی توانائی سے پورا کیا جاتا ہے۔ نتیجے کے طور پر، نیین کی E4 سطح پر، E3 سطح کے حوالے سے ایک الٹی آبادی حاصل کی جاتی ہے۔

جدید لیزرز کی اقسام

فعال میڈیم کی حالت کے مطابق، لیزرز کو اس میں تقسیم کیا گیا ہے: ٹھوس، مائع، گیس، سیمی کنڈکٹر، اور کرسٹل بھی۔ پمپنگ کے طریقہ کار کے مطابق، وہ ہوسکتے ہیں: آپٹیکل، کیمیائی، گیس خارج ہونے والے مادہ. نسل کی نوعیت کے مطابق، لیزرز میں تقسیم کیا جاتا ہے: مسلسل اور نبض۔ اس قسم کے لیزر برقی مقناطیسی سپیکٹرم کی مرئی حد میں تابکاری خارج کرتے ہیں۔

آپٹیکل لیزرز دوسروں کے مقابلے میں بعد میں نمودار ہوئے۔ وہ قریب کے انفراریڈ رینج میں تابکاری پیدا کرنے کی صلاحیت رکھتے ہیں، ایسی تابکاری (8 مائیکرون تک کی طول موج پر) آپٹیکل کمیونیکیشن کے لیے بہت موزوں ہے۔ آپٹیکل لیزرز میں ایک ریشہ ہوتا ہے جس کے کئی آئنوں کو نایاب زمین کے مناسب عناصر متعارف کرایا جاتا ہے۔

لائٹ گائیڈ، دوسرے قسم کے لیزرز کی طرح، آئینے کے جوڑے کے درمیان نصب کیا جاتا ہے۔پمپنگ کے لیے، مطلوبہ طول موج کے ساتھ لیزر تابکاری فائبر میں ڈالی جاتی ہے، تاکہ زمین کے نایاب عناصر کے آئن اس کے عمل کے تحت ایک پرجوش حالت میں چلے جائیں۔ کم توانائی کی حالت میں واپس آتے ہوئے، یہ آئن شروع کرنے والے لیزر کی نسبت لمبی طول موج کے ساتھ فوٹون خارج کرتے ہیں۔

اس طرح، فائبر لیزر روشنی کے ذریعہ کے طور پر کام کرتا ہے. اس کی تعدد کا انحصار زمین کے نایاب عناصر کی قسم پر ہے۔ فائبر خود ہیوی میٹل فلورائیڈ سے بنا ہے، جس کے نتیجے میں اورکت رینج کی فریکوئنسی پر لیزر تابکاری کی موثر نسل پیدا ہوتی ہے۔

ایکس رے لیزرز سپیکٹرم کے مخالف سمت پر قبضہ کرتے ہیں — الٹرا وائلٹ اور گاما کے درمیان — یہ طول موج کے 10-7 سے 10-12 میٹر تک کے طول و عرض کے آرڈر ہیں۔

پہلا ایکس رے لیزر 1985 میں امریکہ میں لیورمور لیبارٹری میں بنایا گیا تھا۔ لارنس۔ سیلینیم آئنوں پر پیدا ہونے والا لیزر، طول موج کی حد 18.2 سے 26.3 nm تک ہے، اور سب سے زیادہ چمک 20.63 nm کی طول موج لائن پر آتی ہے۔ آج، ایلومینیم آئنوں کے ساتھ 4.6 nm کی طول موج کے ساتھ لیزر تابکاری حاصل کی گئی ہے۔

ایکس رے لیزر 100 پی ایس سے 10 این ایس کے دورانیہ کے ساتھ دالوں کے ذریعہ تیار کیا جاتا ہے، جو پلازما کی تشکیل کی زندگی پر منحصر ہے۔

حقیقت یہ ہے کہ ایکس رے لیزر کا ایکٹو میڈیم ایک انتہائی آئنائزڈ پلازما ہے، جو حاصل کیا جاتا ہے، مثال کے طور پر، جب یٹریئم اور سیلینیم کی ایک پتلی فلم کو مرئی یا انفراریڈ سپیکٹرم میں ہائی پاور لیزر سے شعاع کیا جاتا ہے۔

ایک نبض میں ایکس رے لیزر کی توانائی 10 mJ تک پہنچ جاتی ہے، جب کہ شہتیر میں کونیی ڈائیورجن تقریباً 10 ملیریڈینز ہے۔ پمپ کی طاقت اور براہ راست تابکاری کا تناسب تقریباً 0.00001 ہے۔