درمیانی-اورکت (MIR) فائبر، عام طور پر آپٹیکل ریشوں کا حوالہ دیتا ہے جو 2-20 مائکرو میٹر کی حد میں طول موج کو منتقل کرتے ہیں، فوٹوونکس تحقیق میں ایک مرکزی نقطہ کے طور پر ابھرا ہے۔ یہ سپیکٹرل خطہ نہ صرف مالیکیولر جذب سپیکٹرا کے "فنگر پرنٹ" کے علاقے کو گھیرے ہوئے ہے بلکہ اس میں متعدد ماحولیاتی ٹرانسمیشن ونڈوز بھی شامل ہیں، جو MIR فائبرز کو ماحولیاتی نگرانی، طبی تشخیص، صنعتی عمل کے کنٹرول، قومی دفاع، اور کوانٹم کمیونیکیشن جیسے شعبوں میں قابل اطلاق استعمال کی صلاحیت فراہم کرتی ہے۔ اس کی ترقی کی رفتار مواد سائنس اور فوٹوونک ٹکنالوجی کے چوراہے پر کامیابیوں کے لئے جاری جدوجہد کی عکاسی کرتی ہے۔
اپنے ابتدائی مراحل میں، MIR فائبر کی نشوونما میں بنیادی چیلنج مناسب میزبان مواد کی نشاندہی کرنا تھا۔ روایتی سلکا ریشے 2 مائیکرو میٹر سے زیادہ ٹرانسمیشن نقصانات کو تیزی سے بڑھاتے ہیں، انہیں ناکافی قرار دیتے ہیں۔ محققین نے وسیع تر شفافیت کی حدود کے ساتھ بھاری دھاتی فلورائیڈ گلاسز کا رخ کیا، جس میں ZBLAN (ZrF₄-BaF₂-LaF₃-AlF₃-NaF) فائبر سب سے زیادہ نمائندہ ہے۔ ZBLAN فائبر 2–4 µm بینڈ میں نسبتاً کم ٹرانسمیشن نقصان پیش کرتے ہیں، جس سے وہ پہلے تجارتی طور پر کامیاب MIR فائبر بنتے ہیں۔ انہیں ایربیئم- اور ہولمیم-ڈوپڈ فائبر لیزرز میں وسیع پیمانے پر اپنایا گیا ہے جو 3 µm کے ارد گرد کام کرتے ہیں، جو میڈیکل سرجریوں اور مواد کی پروسیسنگ کے لیے قابل اعتماد روشنی فراہم کرتے ہیں۔ تاہم، ZBLAN محدود مکینیکل طاقت سے دوچار ہے، اور اس کا طویل-طول موج کا کٹ آف عام طور پر صرف 4–5 µm تک پھیلا ہوا ہے، جو طویل طول موج پر اس کے استعمال کو محدود کرتا ہے۔
طویل طول موج تک رسائی حاصل کرنے کے لیے، چالکوجینائیڈ شیشے کے ریشے ایک اہم ترقی بن گئے۔ سلفر، سیلینیم، یا ٹیلوریئم جیسے عناصر پر مشتمل جرمینیم یا آرسینک کے ساتھ مل کر، چالکوجینائیڈ گلاسز میں فونون توانائی کم ہوتی ہے، جس سے نظریاتی شفافیت 10 µm سے زیادہ ہوتی ہے۔ ان ریشوں نے واقعی MIR اور حتیٰ کہ دور-انفراریڈ علاقوں کو کھول دیا۔ آج، چالکوجینائیڈ ریشوں نے 8–12 µm لمبے-لوس ٹرانسمیشن کو حاصل کیا ہے-ویو انفراریڈ بینڈ-ایک رینج جو کاربن ڈائی آکسائیڈ اور میتھین جیسے متعدد گیس کے مالیکیولز کی مضبوط جذب لائنوں کے ساتھ موافق ہے۔ نتیجتاً، چالکوجینائیڈ ریشوں پر مبنی سینسر ٹریس گیس کا پتہ لگانے میں غیر معمولی حساسیت کا مظاہرہ کرتے ہیں۔ اس کے باوجود، ان کی نسبتاً کم نقصان کی حد اور اعلیٰ-پاور لیزر کے ساتھ جوڑے اور پیکیجنگ میں چیلنجز تکنیکی رکاوٹیں ہیں۔
حالیہ پیش رفت نے MIR فائبر ٹیکنالوجی کے منظر نامے کو متنوع بنا دیا ہے۔ ایک طرف، مائیکرو سٹرکچرڈ فائبرز-جیسے کہ ہولو-کور فوٹوونک بینڈ گیپ فائبرز اور اینٹی-گونجنے والے ریشے-ہوائی کور کے اندر روشنی کو محدود کرتے ہیں۔ یہ ڈیزائن مادی جذب کی حدوں کو خوبصورتی سے روکتا ہے، نظریاتی طور پر الٹرا وائلٹ سے ٹیرا ہرٹز رینج تک الٹرا-براڈ بینڈ ٹرانسمیشن کی حمایت کرتا ہے جبکہ اعلی نقصان کی حد پیش کرتا ہے۔ دوسری طرف، نئے مواد جیسے ٹیلورائٹ گلاسز اور کرسٹل لائن فائبر بھی اعلی-پاور ڈیلیوری اور نان لائنر فریکوئنسی کنورژن میں اپنی منفرد صلاحیتوں کی وجہ سے توجہ حاصل کر رہے ہیں۔
آگے دیکھتے ہوئے، MIR ریشوں کی ترقی کئی اہم سمتوں پر توجہ مرکوز کرے گی: ٹرانسمیشن نقصان کو مزید کم کرنا، خاص طور پر طول موج کی لمبی حد کو آگے بڑھانا؛ اعلی طاقت اور ماحولیاتی عوامل کے خلاف فائبر کی مضبوطی کو بڑھانا؛ اور MIR خطے میں براہ راست، موثر آپٹیکل ایمپلیفیکیشن اور لیزر جنریشن کے قابل بنانے کے لیے فعال فعال ریشوں کو تیار کرنا۔ جیسا کہ من گھڑت تکنیکیں آگے بڑھتی جارہی ہیں اور بنیادی جسمانی بصیرتیں گہری ہوتی جارہی ہیں، MIR فائبرز ایک خاص جزو سے ایک تبدیلی کے پلیٹ فارم میں تیار ہونے کے لیے تیار ہیں، جس سے اسپیکٹروسکوپک تجزیہ، کوانٹم ٹیکنالوجیز، اور جدید مینوفیکچرنگ جیسے شعبوں میں جدت طرازی ہوتی ہے۔ فائبر ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ وسط- انفراریڈ فوٹوونکس کا ایک وسیع دور تیز ہو رہا ہے۔