বিস্তৃত বর্ণালীতে দ্বিতীয় সুরের উত্তেজনা

বিস্তৃত বর্ণালীতে দ্বিতীয় সুরের উত্তেজনা

১৯৬০-এর দশকে দ্বিতীয়-ক্রমের অরৈখিক অপটিক্যাল প্রভাব আবিষ্কারের পর থেকে, গবেষকদের ব্যাপক আগ্রহ জাগিয়ে তুলেছে, এখন পর্যন্ত, দ্বিতীয় সুরেলা এবং ফ্রিকোয়েন্সি প্রভাবের উপর ভিত্তি করে, চরম অতিবেগুনী থেকে দূরবর্তী ইনফ্রারেড ব্যান্ডেলেজার, লেজারের উন্নয়নকে ব্যাপকভাবে উৎসাহিত করেছে,অপটিক্যালতথ্য প্রক্রিয়াকরণ, উচ্চ-রেজোলিউশন মাইক্রোস্কোপিক ইমেজিং এবং অন্যান্য ক্ষেত্র। অরৈখিক অনুসারেআলোকবিদ্যাএবং মেরুকরণ তত্ত্ব অনুসারে, সমান-ক্রমের অরৈখিক অপটিক্যাল প্রভাব স্ফটিক প্রতিসাম্যের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত, এবং অরৈখিক সহগ কেবল অ-কেন্দ্রীয় বিপরীতমুখী প্রতিসাম্য মিডিয়াতে শূন্য নয়। সবচেয়ে মৌলিক দ্বিতীয়-ক্রমের অরৈখিক প্রভাব হিসাবে, দ্বিতীয় হারমোনিক্সগুলি নিরাকার রূপ এবং কেন্দ্র বিপরীতমুখী প্রতিসাম্যের কারণে কোয়ার্টজ ফাইবারে তাদের উৎপাদন এবং কার্যকর ব্যবহারকে ব্যাপকভাবে বাধাগ্রস্ত করে। বর্তমানে, মেরুকরণ পদ্ধতিগুলি (অপটিক্যাল মেরুকরণ, তাপীয় মেরুকরণ, বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র মেরুকরণ) কৃত্রিমভাবে অপটিক্যাল ফাইবারের উপাদান কেন্দ্র বিপরীতমুখী প্রতিসাম্য ধ্বংস করতে পারে এবং অপটিক্যাল ফাইবারের দ্বিতীয়-ক্রমের অরৈখিকতা কার্যকরভাবে উন্নত করতে পারে। যাইহোক, এই পদ্ধতির জন্য জটিল এবং দাবিদার প্রস্তুতি প্রযুক্তির প্রয়োজন, এবং এটি কেবল বিচ্ছিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যে কোয়াসি-ফেজ ম্যাচিং শর্ত পূরণ করতে পারে। ইকো ওয়াল মোডের উপর ভিত্তি করে অপটিক্যাল ফাইবার অনুরণন রিং দ্বিতীয় হারমোনিক্সের বিস্তৃত বর্ণালী উত্তেজনা সীমিত করে। ফাইবারের পৃষ্ঠ কাঠামোর প্রতিসাম্য ভেঙে, বিশেষ কাঠামোর ফাইবারে পৃষ্ঠের দ্বিতীয় হারমোনিক্সগুলি একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে উন্নত হয়, তবে এখনও খুব উচ্চ পিক পাওয়ার সহ ফেমটোসেকেন্ড পাম্প পালসের উপর নির্ভর করে। অতএব, অল-ফাইবার স্ট্রাকচারে দ্বিতীয়-ক্রমের নন-লিনিয়ার অপটিক্যাল এফেক্ট তৈরি এবং রূপান্তর দক্ষতার উন্নতি, বিশেষ করে কম-শক্তি, ক্রমাগত অপটিক্যাল পাম্পিংয়ে ওয়াইড-স্পেকট্রাম সেকেন্ড হারমোনিক্স তৈরি, হল মৌলিক সমস্যা যা নন-লিনিয়ার ফাইবার অপটিক্স এবং ডিভাইসের ক্ষেত্রে সমাধান করা প্রয়োজন এবং এর গুরুত্বপূর্ণ বৈজ্ঞানিক তাৎপর্য এবং ব্যাপক প্রয়োগ মূল্য রয়েছে।

চীনের একটি গবেষণা দল মাইক্রো-ন্যানো ফাইবারের সাথে একটি স্তরযুক্ত গ্যালিয়াম সেলেনাইড স্ফটিক ফেজ ইন্টিগ্রেশন স্কিম প্রস্তাব করেছে। গ্যালিয়াম সেলেনাইড স্ফটিকের উচ্চ-দ্বিতীয়-ক্রম অরৈখিকতা এবং দীর্ঘ-পরিসরের ক্রমবিন্যাসের সুবিধা গ্রহণ করে, একটি প্রশস্ত-বর্ণালী দ্বিতীয়-সুরেলা উত্তেজনা এবং বহু-ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তর প্রক্রিয়া বাস্তবায়িত হয়, যা ফাইবারে বহু-প্যারামেট্রিক প্রক্রিয়াগুলির বর্ধন এবং ব্রডব্যান্ড দ্বিতীয়-সুরেলা প্রস্তুতির জন্য একটি নতুন সমাধান প্রদান করে।আলোক উৎস. স্কিমে দ্বিতীয় সুরেলা এবং সমষ্টি ফ্রিকোয়েন্সি প্রভাবের দক্ষ উত্তেজনা মূলত নিম্নলিখিত তিনটি মূল অবস্থার উপর নির্ভর করে: গ্যালিয়াম সেলেনাইড এবং এর মধ্যে দীর্ঘ আলোক-পদার্থের মিথস্ক্রিয়া দূরত্বমাইক্রো-ন্যানো ফাইবার, স্তরযুক্ত গ্যালিয়াম সেলেনাইড স্ফটিকের উচ্চ দ্বিতীয়-ক্রমের অরৈখিকতা এবং দীর্ঘ-পরিসরের ক্রম, এবং মৌলিক ফ্রিকোয়েন্সি এবং ফ্রিকোয়েন্সি দ্বিগুণ মোডের ফেজ ম্যাচিং শর্তগুলি সন্তুষ্ট।

পরীক্ষায়, শিখা স্ক্যানিং টেপারিং সিস্টেম দ্বারা প্রস্তুত মাইক্রো-ন্যানো ফাইবারের মিলিমিটারের ক্রমানুসারে একটি অভিন্ন শঙ্কু অঞ্চল রয়েছে, যা পাম্প আলো এবং দ্বিতীয় সুরেলা তরঙ্গের জন্য একটি দীর্ঘ অরৈখিক ক্রিয়া দৈর্ঘ্য প্রদান করে। সমন্বিত গ্যালিয়াম সেলেনাইড স্ফটিকের দ্বিতীয়-ক্রমের অরৈখিক পোলারাইজেবিলিটি 170 pm/V অতিক্রম করে, যা অপটিক্যাল ফাইবারের অভ্যন্তরীণ অরৈখিক পোলারাইজেবিলিটির চেয়ে অনেক বেশি। অধিকন্তু, গ্যালিয়াম সেলেনাইড স্ফটিকের দীর্ঘ-পরিসরের ক্রমযুক্ত কাঠামো দ্বিতীয় সুরেলাগুলির ক্রমাগত ফেজ হস্তক্ষেপ নিশ্চিত করে, মাইক্রো-ন্যানো ফাইবারে বৃহৎ অরৈখিক ক্রিয়া দৈর্ঘ্যের সুবিধাকে পূর্ণ খেলা দেয়। আরও গুরুত্বপূর্ণ বিষয় হল, পাম্পিং অপটিক্যাল বেস মোড (HE11) এবং দ্বিতীয় সুরেলা হাই অর্ডার মোড (EH11, HE31) এর মধ্যে ফেজ ম্যাচিং শঙ্কু ব্যাস নিয়ন্ত্রণ করে এবং তারপর মাইক্রো-ন্যানো ফাইবার তৈরির সময় ওয়েভগাইড বিচ্ছুরণ নিয়ন্ত্রণ করে উপলব্ধি করা হয়।

উপরের শর্তগুলি মাইক্রো-ন্যানো ফাইবারে দ্বিতীয় হারমোনিক্সের দক্ষ এবং প্রশস্ত-ব্যান্ড উত্তেজনার ভিত্তি স্থাপন করে। পরীক্ষাটি দেখায় যে ন্যানোওয়াট স্তরে দ্বিতীয় হারমোনিক্সের আউটপুট 1550 এনএম পিকোসেকেন্ড পালস লেজার পাম্পের অধীনে অর্জন করা যেতে পারে এবং একই তরঙ্গদৈর্ঘ্যের অবিচ্ছিন্ন লেজার পাম্পের অধীনে দ্বিতীয় হারমোনিক্সও দক্ষতার সাথে উত্তেজিত করা যেতে পারে এবং থ্রেশহোল্ড শক্তি কয়েকশ মাইক্রোওয়াট (চিত্র 1) এর মতো কম। আরও, যখন পাম্প আলোকে অবিচ্ছিন্ন লেজারের তিনটি ভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যে (1270/1550/1590 এনএম) প্রসারিত করা হয়, তখন ছয়টি ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের প্রতিটিতে তিনটি সেকেন্ড হারমোনিক্স (2w1, 2w2, 2w3) এবং তিনটি সমষ্টি ফ্রিকোয়েন্সি সংকেত (w1+w2, w1+w3, w2+w3) পরিলক্ষিত হয়। ৭৯.৩ এনএম ব্যান্ডউইথের একটি অতি-রেডিয়েন্ট আলোক-নির্গমনকারী ডায়োড (SLED) আলোক উৎস দিয়ে পাম্প লাইট প্রতিস্থাপন করে, ২৮.৩ এনএম ব্যান্ডউইথের একটি প্রশস্ত-বর্ণালী দ্বিতীয় হারমোনিক তৈরি হয় (চিত্র ২)। এছাড়াও, যদি এই গবেষণায় শুষ্ক স্থানান্তর প্রযুক্তি প্রতিস্থাপনের জন্য রাসায়নিক বাষ্প জমা প্রযুক্তি ব্যবহার করা যায় এবং দীর্ঘ দূরত্বে মাইক্রো-ন্যানো ফাইবারের পৃষ্ঠে গ্যালিয়াম সেলেনাইড স্ফটিকের কম স্তর জন্মানো যায়, তাহলে দ্বিতীয় হারমোনিক রূপান্তর দক্ষতা আরও উন্নত হবে বলে আশা করা হচ্ছে।

চিত্র ১: দ্বিতীয় সুরেলা জেনারেশন সিস্টেম এবং এর ফলে অল-ফাইবার কাঠামো তৈরি হয়

চিত্র ২: অবিচ্ছিন্ন অপটিক্যাল পাম্পিংয়ের অধীনে বহু-তরঙ্গদৈর্ঘ্য মিশ্রণ এবং প্রশস্ত-বর্ণালী দ্বিতীয় সুরেলা