আলোক তরঙ্গের ব্যতিচারের নির্ভুল পরিমাপে একক কম্পাঙ্কের সেমিকন্ডাক্টর লেজারের প্রয়োগ

প্রয়োগএকক ফ্রিকোয়েন্সি সেমিকন্ডাক্টর লেজারআলোক তরঙ্গের ব্যতিচারের নির্ভুল পরিমাপে
একক ফ্রিকোয়েন্সির প্রয়োগসেমিকন্ডাক্টর লেজারফাইবার অপটিক হাইড্রোফোন এবং গ্রাউন্ড লিসেনিং ইন্টারফেরোমিটারের মতো সূক্ষ্ম পরিমাপের ক্ষেত্রগুলিতে এর ব্যবহার নিয়ে আলোচনা করা হয়েছে এবং ইন্টারফেরোমিটার সিস্টেমের কার্যকারিতার উপর লেজারের কর্মক্ষমতার মূল প্রভাব গভীরভাবে বিশ্লেষণ করা হয়েছে।

সিস্টেমের মূল কাঠামো এবং কার্যপ্রণালী: ফাইবার অপটিক হাইড্রোফোন সিস্টেমটি প্রধানত একটি সেন্সিং হেড এবং একটি ইন্টারফেরোমিটার (উদাহরণস্বরূপ এমজেড ইন্টারফেরোমিটার) দ্বারা গঠিত। এর মূল নীতি হলো, শব্দ সংকেত (শব্দচাপ Δp) সেন্সিং হেডের উপর কাজ করে, যা ফাঁপা সিলিন্ডারের চারপাশে জড়ানো সেন্সিং ফাইবারের দৈর্ঘ্য এবং প্রতিসরাঙ্কে পরিবর্তন ঘটায় এবং এর ফলে আলোক পথে পরিবর্তন আসে। এই ক্ষুদ্র আলোক পথের পরিবর্তন (অর্থাৎ দশা পরিবর্তন) একটি ইন্টারফেরোমিটার দ্বারা উচ্চ সংবেদনশীলতার সাথে শনাক্ত করা হয়।

১. সেন্সর হেড: এর মূল কাজ হলো শব্দ কম্পনকে ইন্টারফেরোমিটারের আলোক পথের পরিবর্তনে রূপান্তরিত করা। সংবেদনশীলতা সহগ s ফাইবার দৈর্ঘ্য L-এর মতো বিভিন্ন বিষয়ের সাথে সম্পর্কিত, এবং সিস্টেমের সংবেদনশীলতা উন্নত করার জন্য দীর্ঘতর সেন্সিং ফাইবার উপকারী।
২. ইন্টারফেরোমিটার: এটি ক্ষুদ্র দশা পরিবর্তন শনাক্ত করার জন্য “সেরা অস্ত্র”। এর নির্গত আলোর তীব্রতার সাথে দশা পার্থক্যের একটি কোসাইন সম্পর্ক রয়েছে। লম্ব অপারেটিং পয়েন্টে ((m+1/2) π) স্থির দশা বায়াস φ ₀ স্থিতিশীল করার মাধ্যমে সিস্টেমটি সর্বোচ্চ শনাক্তকরণ সংবেদনশীলতা অর্জন করতে পারে।
৩. সিস্টেমের কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করে এমন প্রধান আলোক উৎসের প্যারামিটারসমূহ: এই নিবন্ধটি উচ্চ ফেজ রেজোলিউশন (লক্ষ্যমাত্রা ≤ ১ μ rad) অর্জনে লেজারের কার্যকারিতার সীমাবদ্ধতা বিশ্লেষণের উপর আলোকপাত করে।
4. লেজারফ্রিকোয়েন্সি নয়েজ এবং লাইনউইডথ: লেজারের ফ্রিকোয়েন্সি নয়েজ ইন্টারফেরেন্স ফেজ নয়েজ সৃষ্টি করতে পারে, যার ফলে ইন্টারফেরেন্স ফ্রিঞ্জগুলোর দৃশ্যমানতা কমে যায়। প্রায় ১ মিটার অপটিক্যাল পাথ ডিফারেন্সযুক্ত একটি ইন্টারফেরোমিটারের ক্ষেত্রে ১ μ rad ফেজ রেজোলিউশন অর্জন করতে হলে, লেজারের লাইনউইডথ প্রায় ৩০ Hz-এর কম হওয়া প্রয়োজন। এটি ইন্টারফেরোমিটারের ফ্রিকোয়েন্সি স্থিতিশীলতার জন্য একটি অত্যন্ত উচ্চ শর্ত।আলোর উৎস.
৫. লেজার তীব্রতা নয়েজ: লেজারের আপেক্ষিক তীব্রতা নয়েজ (RIN) সরাসরি ইন্টারফেরেন্স সিগন্যালের ফেজ এররে রূপান্তরিত হবে। একটি সাধারণ ডিটেকশন লাইট পাওয়ারে (~১০০ μW) ১ μ rad ফেজ রেজোলিউশন অর্জন করতে, লেজারের RIN -১২০ dB-এর নিচে নামিয়ে আনা প্রয়োজন। আলোক উৎসের তীব্রতার স্থিতিশীলতার জন্য এটি একটি অত্যন্ত উচ্চ প্রয়োজনীয়তা।

সারসংক্ষেপে, ফাইবার অপটিক হাইড্রোফোন সিস্টেম বিশ্লেষণ করে, ইন্টারফেরেন্স নীতির উপর ভিত্তি করে নির্ভুল পরিমাপের জন্য এর মূল আলোক উৎস—একক ফ্রিকোয়েন্সি সেমিকন্ডাক্টর লেজার—এর অত্যন্ত সংকীর্ণ লাইনউইথ (উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি স্থিতিশীলতা) এবং অত্যন্ত কম ইনটেনসিটি নয়েজের মতো কঠোর প্রয়োজনীয়তাগুলো বিশদভাবে ব্যাখ্যা করা হয়েছে এবং বৃহৎ আকারের সিস্টেম অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে লেজার ফ্রিকোয়েন্সি স্থিতিশীল করার ক্ষেত্রে যে চ্যালেঞ্জগুলির সম্মুখীন হতে হয়, তা উপস্থাপন করা হয়েছে।