আজ, আমরা একটি "একরঙা" লেজারের সাথে পরিচয় করিয়ে দেব - সংকীর্ণ লাইনউইথ লেজার। এর উত্থান লেজারের অনেক প্রয়োগ ক্ষেত্রের শূন্যস্থান পূরণ করে এবং সাম্প্রতিক বছরগুলিতে মহাকর্ষীয় তরঙ্গ সনাক্তকরণ, liDAR, বিতরণকৃত সংবেদন, উচ্চ-গতির সুসংগত অপটিক্যাল যোগাযোগ এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে, যা একটি "মিশন" যা কেবল লেজার শক্তি উন্নত করে সম্পন্ন করা যায় না।
একটি সংকীর্ণ লাইনউইথ লেজার কী?
"রেখা প্রস্থ" শব্দটি ফ্রিকোয়েন্সি ডোমেইনে লেজারের বর্ণালী রেখা প্রস্থকে বোঝায়, যা সাধারণত বর্ণালীর অর্ধ-শিখর পূর্ণ প্রস্থ (FWHM) এর পরিপ্রেক্ষিতে পরিমাপ করা হয়। রেখা প্রস্থ মূলত উত্তেজিত পরমাণু বা আয়নের স্বতঃস্ফূর্ত বিকিরণ, ফেজ শব্দ, অনুরণনের যান্ত্রিক কম্পন, তাপমাত্রার কম্পন এবং অন্যান্য বাহ্যিক কারণ দ্বারা প্রভাবিত হয়। রেখা প্রস্থের মান যত কম হবে, বর্ণালীর বিশুদ্ধতা তত বেশি হবে, অর্থাৎ লেজারের একরঙাতা তত ভালো হবে। এই ধরনের বৈশিষ্ট্যযুক্ত লেজারগুলিতে সাধারণত খুব কম ফেজ বা ফ্রিকোয়েন্সি শব্দ এবং খুব কম আপেক্ষিক তীব্রতার শব্দ থাকে। একই সময়ে, লেজারের রৈখিক প্রস্থের মান যত কম হবে, সংশ্লিষ্ট সংগতি তত শক্তিশালী হবে, যা অত্যন্ত দীর্ঘ সংগতি দৈর্ঘ্য হিসাবে প্রকাশিত হয়।
সংকীর্ণ লাইনউইথ লেজারের উপলব্ধি এবং প্রয়োগ
লেজারের কার্যকরী পদার্থের অন্তর্নিহিত লাভ লাইনউইথ দ্বারা সীমিত, ঐতিহ্যবাহী অসিলেটরের উপর নির্ভর করে সংকীর্ণ লাইনউইথ লেজারের আউটপুট সরাসরি উপলব্ধি করা প্রায় অসম্ভব। সংকীর্ণ লাইনউইথ লেজারের কার্যকারিতা উপলব্ধি করার জন্য, সাধারণত ফিল্টার, গ্রেটিং এবং অন্যান্য ডিভাইস ব্যবহার করে লাভ বর্ণালীতে অনুদৈর্ঘ্য মডুলাস সীমিত বা নির্বাচন করা প্রয়োজন, অনুদৈর্ঘ্য মোডগুলির মধ্যে নেট লাভের পার্থক্য বৃদ্ধি করা প্রয়োজন, যাতে লেজার রেজোনেটরে কয়েকটি বা এমনকি একটি অনুদৈর্ঘ্য মোড দোলন থাকে। এই প্রক্রিয়ায়, প্রায়শই লেজার আউটপুটের উপর শব্দের প্রভাব নিয়ন্ত্রণ করা এবং বাহ্যিক পরিবেশের কম্পন এবং তাপমাত্রা পরিবর্তনের কারণে বর্ণালী রেখার প্রসারণ কমানো প্রয়োজন; একই সময়ে, শব্দের উৎস বুঝতে এবং লেজারের নকশা অপ্টিমাইজ করার জন্য এটিকে ফেজ বা ফ্রিকোয়েন্সি শব্দ বর্ণালী ঘনত্ব বিশ্লেষণের সাথেও একত্রিত করা যেতে পারে, যাতে সংকীর্ণ লাইনউইথ লেজারের স্থিতিশীল আউটপুট অর্জন করা যায়।
চলুন দেখে নেওয়া যাক বিভিন্ন ধরণের লেজারের সংকীর্ণ লাইনউইথ অপারেশনের বাস্তবায়ন।
সেমিকন্ডাক্টর লেজারগুলির সুবিধা হল কম্প্যাক্ট আকার, উচ্চ দক্ষতা, দীর্ঘ জীবনকাল এবং অর্থনৈতিক সুবিধা।
ঐতিহ্যবাহী পদ্ধতিতে ব্যবহৃত ফ্যাব্রি-পেরোট (FP) অপটিক্যাল রেজোনেটরসেমিকন্ডাক্টর লেজারসাধারণত বহু-অনুদৈর্ঘ্য মোডে দোদুল্যমান হয় এবং আউটপুট লাইনের প্রস্থ তুলনামূলকভাবে প্রশস্ত হয়, তাই সংকীর্ণ লাইন প্রস্থের আউটপুট পেতে অপটিক্যাল প্রতিক্রিয়া বৃদ্ধি করা প্রয়োজন।
ডিস্ট্রিবিউটেড ফিডব্যাক (DFB) এবং ডিস্ট্রিবিউটেড ব্র্যাগ রিফ্লেকশন (DBR) হল দুটি সাধারণ অভ্যন্তরীণ অপটিক্যাল ফিডব্যাক সেমিকন্ডাক্টর লেজার। ছোট গ্রেটিং পিচ এবং ভালো তরঙ্গদৈর্ঘ্য নির্বাচনীতার কারণে, স্থিতিশীল একক-ফ্রিকোয়েন্সি সংকীর্ণ লাইনউইথ আউটপুট অর্জন করা সহজ। দুটি কাঠামোর মধ্যে প্রধান পার্থক্য হল গ্রেটিংয়ের অবস্থান: DFB কাঠামো সাধারণত রেজোনেটর জুড়ে ব্র্যাগ গ্রেটিংয়ের পর্যায়ক্রমিক কাঠামো বিতরণ করে এবং DBR-এর রেজোনেটর সাধারণত প্রতিফলন গ্রেটিং কাঠামো এবং শেষ পৃষ্ঠে একত্রিত লাভ অঞ্চল দ্বারা গঠিত হয়। এছাড়াও, DFB লেজারগুলি কম প্রতিসরাঙ্ক বৈসাদৃশ্য এবং কম প্রতিসরাঙ্ক বৈসাদৃশ্য সহ এমবেডেড গ্রেটিং ব্যবহার করে। DBR লেজারগুলি উচ্চ প্রতিসরাঙ্ক বৈসাদৃশ্য এবং উচ্চ প্রতিসরাঙ্ক বৈসাদৃশ্য সহ পৃষ্ঠ গ্রেটিং ব্যবহার করে। উভয় কাঠামোর একটি বৃহৎ মুক্ত বর্ণালী পরিসর রয়েছে এবং কয়েকটি ন্যানোমিটারের পরিসরে মোড জাম্প ছাড়াই তরঙ্গদৈর্ঘ্য টিউনিং করতে পারে, যেখানে DBR লেজারের টিউনিং পরিসরের চেয়ে বিস্তৃত।ডিএফবি লেজার. এছাড়াও, বাহ্যিক গহ্বর অপটিক্যাল ফিডব্যাক প্রযুক্তি, যা সেমিকন্ডাক্টর লেজার চিপের বহির্গামী আলোর প্রতিক্রিয়া জানাতে এবং ফ্রিকোয়েন্সি নির্বাচন করতে বাহ্যিক অপটিক্যাল উপাদান ব্যবহার করে, সেমিকন্ডাক্টর লেজারের সংকীর্ণ লাইনউইথ অপারেশনও উপলব্ধি করতে পারে।
(২) ফাইবার লেজার
ফাইবার লেজারগুলির উচ্চ পাম্প রূপান্তর দক্ষতা, ভাল রশ্মির গুণমান এবং উচ্চ সংযোগ দক্ষতা রয়েছে, যা লেজার ক্ষেত্রের আলোচিত গবেষণার বিষয়। তথ্য যুগের প্রেক্ষাপটে, ফাইবার লেজারগুলি বাজারে বর্তমান অপটিক্যাল ফাইবার যোগাযোগ ব্যবস্থার সাথে ভাল সামঞ্জস্যপূর্ণ। সংকীর্ণ লাইন প্রস্থ, কম শব্দ এবং ভাল সংগতির সুবিধা সহ একক-ফ্রিকোয়েন্সি ফাইবার লেজার এর বিকাশের একটি গুরুত্বপূর্ণ দিক হয়ে উঠেছে।
সংকীর্ণ লাইন-প্রস্থ আউটপুট অর্জনের জন্য একক অনুদৈর্ঘ্য মোড অপারেশন হল ফাইবার লেজারের মূল, সাধারণত একক ফ্রিকোয়েন্সি ফাইবার লেজারের রেজোনেটরের গঠন অনুসারে DFB টাইপ, DBR টাইপ এবং রিং টাইপে ভাগ করা যায়। তাদের মধ্যে, DFB এবং DBR একক-ফ্রিকোয়েন্সি ফাইবার লেজারের কাজের নীতি DFB এবং DBR সেমিকন্ডাক্টর লেজারের মতোই।
চিত্র ১-এ দেখানো হয়েছে, ডিএফবি ফাইবার লেজারের মাধ্যমে ফাইবারের মধ্যে ডিস্ট্রিবিউটেড ব্র্যাগ গ্রেটিং লেখা হয়। যেহেতু অসিলেটরের কার্যকরী তরঙ্গদৈর্ঘ্য ফাইবার পিরিয়ড দ্বারা প্রভাবিত হয়, তাই গ্রেটিংয়ের ডিস্ট্রিবিউটেড ফিডব্যাকের মাধ্যমে দ্রাঘিমাংশ মোড নির্বাচন করা যেতে পারে। ডিবিআর লেজারের লেজার রেজোনেটর সাধারণত ফাইবার ব্র্যাগ গ্রেটিংগুলির একটি জোড়া দ্বারা গঠিত হয় এবং একক দ্রাঘিমাংশ মোডটি মূলত সংকীর্ণ ব্যান্ড এবং কম প্রতিফলনশীলতা ফাইবার ব্র্যাগ গ্রেটিং দ্বারা নির্বাচিত হয়। তবে, এর দীর্ঘ অনুরণনকারী, জটিল কাঠামো এবং কার্যকর ফ্রিকোয়েন্সি বৈষম্য ব্যবস্থার অভাবের কারণে, রিং-আকৃতির গহ্বর মোড হপিংয়ের ঝুঁকিতে থাকে এবং দীর্ঘ সময়ের জন্য ধ্রুবক অনুদৈর্ঘ্য মোডে স্থিরভাবে কাজ করা কঠিন।
চিত্র ১, একক ফ্রিকোয়েন্সির দুটি সাধারণ রৈখিক কাঠামোফাইবার লেজার
পোস্টের সময়: নভেম্বর-২৭-২০২৩