অপটিক্যাল ফাইবার সেন্সিংয়ের জন্য লেজার উৎস প্রযুক্তি, দ্বিতীয় পর্ব

অপটিক্যাল ফাইবার সেন্সিংয়ের জন্য লেজার উৎস প্রযুক্তি, দ্বিতীয় পর্ব

২.২ একক তরঙ্গদৈর্ঘ্য সুইপলেজার উৎস

লেজারের একক তরঙ্গদৈর্ঘ্য সুইপ বাস্তবায়নের মূল উদ্দেশ্য হলো ডিভাইসের ভৌত বৈশিষ্ট্যগুলোকে নিয়ন্ত্রণ করা।লেজারক্যাভিটিতে (সাধারণত অপারেটিং ব্যান্ডউইথের কেন্দ্র তরঙ্গদৈর্ঘ্য) স্পন্দিত অনুদৈর্ঘ্য মোডের নিয়ন্ত্রণ ও নির্বাচন করার জন্য ক্যাভিটি ব্যবহার করা হয়, যার মাধ্যমে আউটপুট তরঙ্গদৈর্ঘ্য টিউন করার উদ্দেশ্য অর্জন করা যায়। এই নীতির উপর ভিত্তি করে, ১৯৮০-এর দশকের গোড়ার দিকে, টিউনযোগ্য ফাইবার লেজারের বাস্তবায়ন মূলত লেজারের একটি প্রতিফলক প্রান্তভাগকে একটি প্রতিফলক ডিফ্র্যাকশন গ্রেটিং দ্বারা প্রতিস্থাপন করে এবং ডিফ্র্যাকশন গ্রেটিংটিকে হাতে ঘুরিয়ে ও টিউন করে লেজার ক্যাভিটি মোড নির্বাচন করার মাধ্যমে করা হয়েছিল। ২০১১ সালে, ঝু এবং তার সহযোগীরা সংকীর্ণ লাইনউইথ সহ একক-তরঙ্গদৈর্ঘ্যের টিউনযোগ্য লেজার আউটপুট অর্জনের জন্য টিউনযোগ্য ফিল্টার ব্যবহার করেন। ২০১৬ সালে, দ্বৈত-তরঙ্গদৈর্ঘ্য সংকোচনের জন্য রেলে লাইনউইথ সংকোচন কৌশল প্রয়োগ করা হয়, অর্থাৎ, দ্বৈত-তরঙ্গদৈর্ঘ্যের লেজার টিউনিং অর্জনের জন্য FBG-তে চাপ প্রয়োগ করা হয় এবং একই সাথে আউটপুট লেজারের লাইনউইথ পর্যবেক্ষণ করা হয়, যার ফলে ৩ ন্যানোমিটার তরঙ্গদৈর্ঘ্য টিউনিং পরিসীমা পাওয়া যায়। প্রায় ৭০০ হার্জ লাইনউইথ সহ দ্বৈত-তরঙ্গদৈর্ঘ্যের স্থিতিশীল আউটপুট। ২০১৭ সালে, ঝু এবং তার সহযোগীরা... একটি সম্পূর্ণ-অপটিক্যাল টিউনেবল ফিল্টার তৈরি করতে গ্রাফিন এবং মাইক্রো-ন্যানো ফাইবার ব্র্যাগ গ্রেটিং ব্যবহার করা হয়েছে, এবং ব্রিলুইন লেজার ন্যারোয়িং প্রযুক্তির সাথে সমন্বয় করে, ১৫৫০ nm-এর কাছাকাছি গ্রাফিনের ফোটোথার্মাল প্রভাব ব্যবহার করে লেজার লাইনউইডথ ৭৫০ Hz-এর মতো কম এবং ৩.৬৭ nm তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিসরে ৭০০ MHz/ms-এর একটি আলোক-নিয়ন্ত্রিত দ্রুত ও নির্ভুল স্ক্যানিং অর্জন করা হয়েছে, যা চিত্র ৫-এ দেখানো হয়েছে। উপরোক্ত তরঙ্গদৈর্ঘ্য নিয়ন্ত্রণ পদ্ধতিটি মূলত লেজার ক্যাভিটির মধ্যে থাকা ডিভাইসের পাসব্যান্ড কেন্দ্র তরঙ্গদৈর্ঘ্যকে প্রত্যক্ষ বা পরোক্ষভাবে পরিবর্তন করার মাধ্যমে লেজার মোড নির্বাচনকে বাস্তবায়ন করে।

চিত্র ৫ (ক) আলোক-নিয়ন্ত্রণযোগ্য তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরীক্ষামূলক ব্যবস্থাটিউনেবল ফাইবার লেজারএবং পরিমাপ ব্যবস্থা;

(খ) নিয়ন্ত্রণকারী পাম্পের বর্ধনের ফলে আউটপুট ২-এর আউটপুট বর্ণালী

২.৩ সাদা লেজার আলোর উৎস

সাদা আলোর উৎসের বিকাশ বিভিন্ন পর্যায় অতিক্রম করেছে, যেমন হ্যালোজেন টাংস্টেন ল্যাম্প, ডিউটেরিয়াম ল্যাম্প,সেমিকন্ডাক্টর লেজারএবং সুপারকন্টিনিউয়াম আলোক উৎস। বিশেষত, সুপারকন্টিনিউয়াম আলোক উৎসটি, অতি ক্ষণস্থায়ী শক্তি সম্পন্ন ফেমটোসেকেন্ড বা পিকোসেকেন্ড পালসের উদ্দীপনার অধীনে, ওয়েভগাইডে বিভিন্ন ক্রমের অরৈখিক প্রভাব তৈরি করে এবং এর বর্ণালী ব্যাপকভাবে প্রসারিত হয়, যা দৃশ্যমান আলো থেকে নিকট-ইনফ্রারেড পর্যন্ত ব্যান্ডকে আবৃত করতে পারে এবং এর শক্তিশালী সুসংগতি রয়েছে। এছাড়াও, বিশেষ ফাইবারের বিচ্ছুরণ এবং অরৈখিকতা সামঞ্জস্য করে, এর বর্ণালী এমনকি মধ্য-ইনফ্রারেড ব্যান্ড পর্যন্তও প্রসারিত করা যেতে পারে। এই ধরনের লেজার উৎস অপটিক্যাল কোহেরেন্স টমোগ্রাফি, গ্যাস সনাক্তকরণ, জৈবিক ইমেজিং ইত্যাদির মতো অনেক ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করা হয়েছে। আলোক উৎস এবং অরৈখিক মাধ্যমের সীমাবদ্ধতার কারণে, প্রাথমিক সুপারকন্টিনিউয়াম বর্ণালী প্রধানত সলিড-স্টেট লেজার পাম্পিং অপটিক্যাল গ্লাসের মাধ্যমে দৃশ্যমান পরিসরে সুপারকন্টিনিউয়াম বর্ণালী তৈরি করত। তারপর থেকে, অপটিক্যাল ফাইবার তার বৃহৎ অরৈখিক সহগ এবং ক্ষুদ্র ট্রান্সমিশন মোড ফিল্ডের কারণে প্রশস্ত ব্যান্ডের সুপারকন্টিনিউয়াম তৈরির জন্য ধীরে ধীরে একটি চমৎকার মাধ্যমে পরিণত হয়েছে। প্রধান অরৈখিক প্রভাবগুলোর মধ্যে রয়েছে ফোর-ওয়েভ মিক্সিং, মডুলেশন ইনস্টেবিলিটি, সেলফ-ফেজ মডুলেশন, ক্রস-ফেজ মডুলেশন, সলিটন স্প্লিটিং, রমন স্ক্যাটারিং, সলিটন সেলফ-ফ্রিকোয়েন্সি শিফট ইত্যাদি, এবং এক্সাইটেশন পালসের পালস উইডথ ও ফাইবারের ডিসপারশন অনুযায়ী প্রতিটি প্রভাবের অনুপাতও ভিন্ন হয়। সাধারণভাবে, বর্তমানে সুপারকন্টিনিউয়াম আলোক উৎসের প্রধান লক্ষ্য হলো লেজারের শক্তি বৃদ্ধি করা ও বর্ণালীর পরিসর প্রসারিত করা এবং এর কোহেরেন্স নিয়ন্ত্রণের দিকে মনোযোগ দেওয়া।

৩ সারাংশ

এই গবেষণাপত্রে ফাইবার সেন্সিং প্রযুক্তিকে সমর্থন করার জন্য ব্যবহৃত লেজার উৎসসমূহ, যেমন—সংকীর্ণ লাইনউইডথ লেজার, একক ফ্রিকোয়েন্সি টিউনেবল লেজার এবং ব্রডব্যান্ড হোয়াইট লেজার—এর সারসংক্ষেপ ও পর্যালোচনা করা হয়েছে। ফাইবার সেন্সিং ক্ষেত্রে এই লেজারগুলির প্রয়োগের প্রয়োজনীয়তা এবং উন্নয়নের অবস্থা বিস্তারিতভাবে তুলে ধরা হয়েছে। এদের প্রয়োজনীয়তা এবং উন্নয়নের অবস্থা বিশ্লেষণ করে এই সিদ্ধান্তে উপনীত হওয়া যায় যে, ফাইবার সেন্সিং-এর জন্য আদর্শ লেজার উৎস যেকোনো ব্যান্ডে এবং যেকোনো সময়ে অতি-সংকীর্ণ ও অতি-স্থিতিশীল লেজার আউটপুট অর্জন করতে সক্ষম। অতএব, আমরা সংকীর্ণ লাইনউইডথ লেজার, টিউনেবল সংকীর্ণ লাইনউইডথ লেজার এবং প্রশস্ত গেইন ব্যান্ডউইথযুক্ত হোয়াইট লাইট লেজার দিয়ে শুরু করব এবং এদের উন্নয়ন বিশ্লেষণের মাধ্যমে ফাইবার সেন্সিং-এর জন্য আদর্শ লেজার উৎস বাস্তবায়নের একটি কার্যকর উপায় খুঁজে বের করব।