যুগান্তকারী সাফল্য! বিশ্বের সর্বোচ্চ ক্ষমতার ৩ মাইক্রোমিটার মধ্য-ইনফ্রারেডফেমটোসেকেন্ড ফাইবার লেজার
ফাইবার লেজারমিড-ইনফ্রারেড লেজার আউটপুট পাওয়ার জন্য, প্রথম ধাপ হলো উপযুক্ত ফাইবার ম্যাট্রিক্স উপাদান নির্বাচন করা। নিয়ার-ইনফ্রারেড ফাইবার লেজারের ক্ষেত্রে, কোয়ার্টজ গ্লাস ম্যাট্রিক্স হলো সবচেয়ে সাধারণ ফাইবার ম্যাট্রিক্স উপাদান, যার ট্রান্সমিশন লস খুব কম, যান্ত্রিক শক্তি নির্ভরযোগ্য এবং স্থিতিশীলতা চমৎকার। তবে, উচ্চ ফোনন শক্তির (১১৫০ সেমি⁻¹) কারণে, কোয়ার্টজ ফাইবার মিড-ইনফ্রারেড লেজার ট্রান্সমিশনের জন্য ব্যবহার করা যায় না। মিড-ইনফ্রারেড লেজারের কম লসযুক্ত ট্রান্সমিশন পাওয়ার জন্য, আমাদের কম ফোনন শক্তি সম্পন্ন অন্যান্য ফাইবার ম্যাট্রিক্স উপাদান, যেমন সালফাইড গ্লাস ম্যাট্রিক্স বা ফ্লোরাইড গ্লাস ম্যাট্রিক্স, পুনরায় নির্বাচন করতে হবে। সালফাইড ফাইবারের ফোনন শক্তি সবচেয়ে কম (প্রায় ৩৫০ সেমি⁻¹), কিন্তু এর সমস্যা হলো ডোপিং ঘনত্ব বাড়ানো যায় না, তাই এটি মিড-ইনফ্রারেড লেজার তৈরির জন্য গেইন ফাইবার হিসেবে ব্যবহারের উপযুক্ত নয়। যদিও সালফাইড গ্লাস সাবস্ট্রেটের তুলনায় ফ্লোরাইড গ্লাস সাবস্ট্রেটের ফোনন শক্তি (550 cm-1) সামান্য বেশি, এটিও 4 μm-এর কম তরঙ্গদৈর্ঘ্যের মিড-ইনফ্রারেড লেজারের জন্য কম-ক্ষতির সঞ্চালন অর্জন করতে পারে। আরও গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হলো, ফ্লোরাইড গ্লাস সাবস্ট্রেট উচ্চ বিরল মৃত্তিকা আয়ন ডোপিং ঘনত্ব অর্জন করতে পারে, যা মিড-ইনফ্রারেড লেজার তৈরির জন্য প্রয়োজনীয় গেইন সরবরাহ করতে সক্ষম। উদাহরণস্বরূপ, Er3+-এর জন্য সবচেয়ে উন্নত ফ্লোরাইড ZBLAN ফাইবার 10 mol পর্যন্ত ডোপিং ঘনত্ব অর্জন করতে সক্ষম হয়েছে। অতএব, মিড-ইনফ্রারেড ফাইবার লেজারের জন্য ফ্লোরাইড গ্লাস ম্যাট্রিক্সই সবচেয়ে উপযুক্ত ফাইবার ম্যাট্রিক্স উপাদান।
সম্প্রতি, শেনজেন বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক রুয়ান শুয়াংচেন এবং অধ্যাপক গুও চুনিউ-এর দল একটি উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন ফেমটোসেকেন্ড মোটর তৈরি করেছে।পালস ফাইবার লেজারএটি ২.৮μm মোড-লকড Er:ZBLAN ফাইবার অসিলেটর, সিঙ্গেল-মোড Er:ZBLAN ফাইবার প্রিঅ্যাম্পলিফায়ার এবং লার্জ-মোড ফিল্ড Er:ZBLAN ফাইবার মেইন অ্যাম্পলিফায়ার দ্বারা গঠিত।
পোলারাইজেশন অবস্থা দ্বারা নিয়ন্ত্রিত মধ্য-ইনফ্রারেড অতি-সংক্ষিপ্ত স্পন্দনের স্ব-সংকোচন ও বিবর্ধন তত্ত্ব এবং আমাদের গবেষণা দলের সংখ্যাসূচক সিমুলেশন কাজের উপর ভিত্তি করে, লার্জ-মোড অপটিক্যাল ফাইবারের অরৈখিক দমন ও মোড নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতি, সক্রিয় শীতলীকরণ প্রযুক্তি এবং দ্বিমুখী পাম্পের বিবর্ধন কাঠামোর সাথে সমন্বয় করে, সিস্টেমটি ৮.১২ ওয়াট গড় শক্তি এবং ১৪৮ ফেমটোসেকেন্ড স্পন্দন প্রস্থ সহ ২.৮ মাইক্রোমিটার অতি-সংক্ষিপ্ত স্পন্দন আউটপুট অর্জন করে। এই গবেষণা দল কর্তৃক অর্জিত সর্বোচ্চ গড় শক্তির আন্তর্জাতিক রেকর্ডটি আরও একবার নবায়ন করা হয়েছে।
চিত্র ১: MOPA কাঠামোর উপর ভিত্তি করে Er:ZBLAN ফাইবার লেজারের গঠন চিত্র।
এর গঠনফেমটোসেকেন্ড লেজারসিস্টেমটি চিত্র ১-এ দেখানো হয়েছে। প্রিঅ্যাম্পলিফায়ারে গেইন ফাইবার হিসেবে ৩.১ মিটার দৈর্ঘ্যের একটি সিঙ্গেল-মোড ডাবল-ক্ল্যাড Er:ZBLAN ফাইবার ব্যবহার করা হয়েছে, যার ডোপিং ঘনত্ব ৭ মোল.% এবং কোর ব্যাস ১৫ μm (NA = ০.১২)। মূল অ্যাম্পলিফায়ারে গেইন ফাইবার হিসেবে ৪ মিটার দৈর্ঘ্যের একটি ডাবল-ক্ল্যাড লার্জ মোড ফিল্ড Er:ZBLAN ফাইবার ব্যবহার করা হয়েছে, যার ডোপিং ঘনত্ব ৬ মোল.% এবং কোর ব্যাস ৩০ μm (NA = ০.১২)। বৃহত্তর কোর ব্যাসের কারণে গেইন ফাইবারের নন-লিনিয়ার কোএফিসিয়েন্ট কম হয় এবং এটি উচ্চতর পিক পাওয়ার ও বৃহত্তর পালস শক্তির পালস আউটপুট সহ্য করতে পারে। গেইন ফাইবারের উভয় প্রান্ত AlF3 টার্মিনাল ক্যাপের সাথে ফিউজ করা আছে।
পোস্ট করার সময়: ১৯ ফেব্রুয়ারি, ২০২৪