সংকীর্ণ লাইনউইথ লেজার প্রযুক্তি পর্ব দুই
১৯৬০ সালে বিশ্বের প্রথম রুবি লেজারটি ছিল একটি সলিড-স্টেট লেজার, যার বৈশিষ্ট্য ছিল উচ্চ আউটপুট শক্তি এবং বিস্তৃত তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিসর। সলিড-স্টেট লেজারের অনন্য স্থানিক কাঠামো সংকীর্ণ লাইনউইথ আউটপুটের নকশায় এটিকে আরও নমনীয় করে তোলে। বর্তমানে, বাস্তবায়িত প্রধান পদ্ধতিগুলোর মধ্যে রয়েছে শর্ট ক্যাভিটি পদ্ধতি, ওয়ান-ওয়ে রিং ক্যাভিটি পদ্ধতি, ইন্ট্রাক্যাভিটি স্ট্যান্ডার্ড পদ্ধতি, টরশন পেন্ডুলাম মোড ক্যাভিটি পদ্ধতি, ভলিউম ব্র্যাগ গ্রেটিং পদ্ধতি এবং সীড ইনজেকশন পদ্ধতি।
চিত্র ৭-এ কয়েকটি সাধারণ একক-অনুদৈর্ঘ্য মোড সলিড-স্টেট লেজারের গঠন দেখানো হয়েছে।
চিত্র ৭(ক)-তে ইন-ক্যাভিটি এফপি স্ট্যান্ডার্ডের উপর ভিত্তি করে একক অনুদৈর্ঘ্য মোড নির্বাচনের কার্যপ্রণালী দেখানো হয়েছে, অর্থাৎ, স্ট্যান্ডার্ডটির সংকীর্ণ লাইনউইথ ট্রান্সমিশন স্পেকট্রাম ব্যবহার করে অন্যান্য অনুদৈর্ঘ্য মোডগুলোর লস বৃদ্ধি করা হয়, যাতে তাদের কম ট্রান্সমিট্যান্সের কারণে মোড প্রতিযোগিতা প্রক্রিয়ায় অন্যান্য অনুদৈর্ঘ্য মোডগুলো ফিল্টার হয়ে যায় এবং এর মাধ্যমে একক অনুদৈর্ঘ্য মোড অপারেশন অর্জন করা যায়। এছাড়াও, এফপি স্ট্যান্ডার্ডের কোণ ও তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করে এবং অনুদৈর্ঘ্য মোড ব্যবধান পরিবর্তন করে একটি নির্দিষ্ট পরিসরের তরঙ্গদৈর্ঘ্য টিউনিং আউটপুট পাওয়া যেতে পারে। চিত্র ৭(খ) এবং (গ)-তে একক অনুদৈর্ঘ্য মোড আউটপুট পাওয়ার জন্য ব্যবহৃত নন-প্ল্যানার রিং অসিলেটর (NPRO) এবং টরশনাল পেন্ডুলাম মোড ক্যাভিটি পদ্ধতি দেখানো হয়েছে। এর কার্যপ্রণালী হলো রেজোনেটরের মধ্যে বিমকে একটি নির্দিষ্ট দিকে চালিত করা, যা সাধারণ স্ট্যান্ডিং ওয়েভ ক্যাভিটিতে বিপরীতমুখী কণার সংখ্যার অসম স্থানিক বন্টনকে কার্যকরভাবে দূর করে এবং এর ফলে স্পেশিয়াল হোল বার্নিং এফেক্টের প্রভাব এড়িয়ে একক অনুদৈর্ঘ্য মোড আউটপুট অর্জন করে। বাল্ক ব্র্যাগ গ্রেটিং (VBG) মোড সিলেকশনের মূলনীতি পূর্বে উল্লিখিত সেমিকন্ডাক্টর এবং ফাইবার ন্যারো লাইন-উইডথ লেজারের মতোই, অর্থাৎ, VBG-কে একটি ফিল্টার উপাদান হিসেবে ব্যবহার করে, এর ভালো স্পেকট্রাল সিলেকটিভিটি এবং অ্যাঙ্গেল সিলেকটিভিটির উপর ভিত্তি করে, অসিলেটরটি একটি নির্দিষ্ট তরঙ্গদৈর্ঘ্য বা ব্যান্ডে স্পন্দিত হয় এবং লঙ্গিটিউডিনাল মোড সিলেকশনের ভূমিকা পালন করে, যেমনটি চিত্র 7(d)-তে দেখানো হয়েছে।
একই সময়ে, প্রয়োজন অনুযায়ী বেশ কয়েকটি অনুদৈর্ঘ্য মোড নির্বাচন পদ্ধতিকে একত্রিত করে অনুদৈর্ঘ্য মোড নির্বাচনের নির্ভুলতা উন্নত করা, লাইনউইথ আরও সংকুচিত করা, অথবা অরৈখিক কম্পাঙ্ক রূপান্তর এবং অন্যান্য উপায় প্রবর্তনের মাধ্যমে মোড প্রতিযোগিতার তীব্রতা বৃদ্ধি করা যেতে পারে, এবং একটি সংকীর্ণ লাইনউইথে কাজ করার সময় লেজারের আউটপুট তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রসারিত করা সম্ভব, যা করা কঠিন।সেমিকন্ডাক্টর লেজারএবংফাইবার লেজার.
(4) ব্রিলুইন লেজার
ব্রিলুইন লেজার হলো স্টিমুলেটেড ব্রিলুইন স্ক্যাটারিং (এসবিএস) প্রভাবের উপর ভিত্তি করে তৈরি একটি প্রযুক্তি, যা কম নয়েজ ও সংকীর্ণ লাইনউইথ আউটপুট প্রদান করে। এর মূলনীতি হলো, ফোটন এবং অভ্যন্তরীণ অ্যাকোস্টিক ফিল্ডের মিথস্ক্রিয়ার মাধ্যমে স্টোকস ফোটনের একটি নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সি শিফট তৈরি হয় এবং গেইন ব্যান্ডউইথের মধ্যে তা ক্রমাগত বিবর্ধিত হতে থাকে।
চিত্র ৮-এ এসবিএস রূপান্তরের স্তর চিত্র এবং ব্রিলুইন লেজারের মৌলিক কাঠামো দেখানো হয়েছে।
অ্যাকোস্টিক ফিল্ডের কম কম্পন ফ্রিকোয়েন্সির কারণে, পদার্থের ব্রিলুইন ফ্রিকোয়েন্সি শিফট সাধারণত মাত্র ০.১-২ সেমি⁻¹ হয়, তাই ১০৬৪ nm লেজারকে পাম্প লাইট হিসেবে ব্যবহার করলে, উৎপন্ন স্টোকস তরঙ্গদৈর্ঘ্য প্রায় ১০৬৪.০১ nm হয়, কিন্তু এর মানে হলো এর কোয়ান্টাম রূপান্তর দক্ষতা অত্যন্ত বেশি (তাত্ত্বিকভাবে ৯৯.৯৯% পর্যন্ত)। এছাড়াও, যেহেতু মাধ্যমের ব্রিলুইন গেইন লাইনউইডথ সাধারণত শুধুমাত্র মেগাহার্টজ-গিগাহার্টজ ক্রমের হয় (কিছু কঠিন মাধ্যমের ব্রিলুইন গেইন লাইনউইডথ মাত্র প্রায় ১০ মেগাহার্টজ), এটি প্রায় ১০০ গিগাহার্টজ ক্রমের লেজার কার্যকারী পদার্থের গেইন লাইনউইডথের চেয়ে অনেক কম, তাই, ব্রিলুইন লেজারে উত্তেজিত স্টোকস ক্যাভিটিতে একাধিক বিবর্ধনের পরে সুস্পষ্ট স্পেকট্রাম সংকীর্ণতার ঘটনা দেখাতে পারে এবং এর আউটপুট লাইনউইডথ পাম্প লাইনউইডথের চেয়ে কয়েক মাত্রার সংকীর্ণ হয়। বর্তমানে, ব্রিলুইন লেজার ফোটোনিক্স ক্ষেত্রে গবেষণার একটি প্রধান কেন্দ্রবিন্দুতে পরিণত হয়েছে এবং হার্জ (Hz) ও সাব-হার্জ (sub-Hz) মাত্রার অত্যন্ত সংকীর্ণ লাইনউইথ আউটপুট নিয়ে অনেক প্রতিবেদন প্রকাশিত হয়েছে।
সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, ওয়েভগাইড কাঠামোযুক্ত ব্রিলুইন ডিভাইসগুলি এই ক্ষেত্রে আবির্ভূত হয়েছে।মাইক্রোওয়েভ ফোটোনিক্সএবং ক্ষুদ্রাকরণ, উচ্চ ইন্টিগ্রেশন এবং উচ্চতর রেজোলিউশনের দিকে দ্রুত বিকশিত হচ্ছে। এছাড়াও, গত দুই বছরে হীরার মতো নতুন ক্রিস্টাল উপাদানের উপর ভিত্তি করে মহাকাশে চালনাযোগ্য ব্রিলুইন লেজারও মানুষের দৃষ্টি আকর্ষণ করেছে। ওয়েভগাইড কাঠামোর শক্তি এবং ক্যাসকেড এসবিএস-এর প্রতিবন্ধকতায় এর উদ্ভাবনী সাফল্যের ফলে ব্রিলুইন লেজারের শক্তি ১০ ওয়াট মাত্রায় উন্নীত হয়েছে, যা এর প্রয়োগ সম্প্রসারণের ভিত্তি স্থাপন করেছে।
সাধারণ সংযোগস্থল
অত্যাধুনিক জ্ঞানের নিরন্তর অনুসন্ধানের ফলে, সংকীর্ণ লাইনউইথ লেজারগুলো তাদের চমৎকার কর্মক্ষমতার কারণে বৈজ্ঞানিক গবেষণায় একটি অপরিহার্য উপকরণে পরিণত হয়েছে; যেমন মহাকর্ষীয় তরঙ্গ শনাক্তকরণের জন্য ব্যবহৃত লেজার ইন্টারফেরোমিটার লাইগো (LIGO), যা একটি একক-ফ্রিকোয়েন্সির সংকীর্ণ লাইনউইথ লেজার ব্যবহার করে।লেজারসীড উৎস হিসেবে ১০৬৪ nm তরঙ্গদৈর্ঘ্য ব্যবহার করা হয় এবং সীড আলোর লাইনউইডথ ৫ kHz-এর মধ্যে থাকে। এছাড়াও, তরঙ্গদৈর্ঘ্য টিউনযোগ্য এবং মোড জাম্প-বিহীন সংকীর্ণ-প্রস্থের লেজারগুলোও ব্যাপক প্রয়োগ সম্ভাবনা দেখায়, বিশেষ করে কোহেরেন্ট কমিউনিকেশনে, যা তরঙ্গদৈর্ঘ্য (বা ফ্রিকোয়েন্সি) টিউনযোগ্যতার জন্য ওয়েভলেংথ ডিভিশন মাল্টিপ্লেক্সিং (WDM) বা ফ্রিকোয়েন্সি ডিভিশন মাল্টিপ্লেক্সিং (FDM)-এর চাহিদা নিখুঁতভাবে পূরণ করতে পারে এবং পরবর্তী প্রজন্মের মোবাইল কমিউনিকেশন প্রযুক্তির মূল ডিভাইস হয়ে উঠবে বলে আশা করা হচ্ছে।
ভবিষ্যতে, লেজার উপকরণ এবং প্রক্রিয়াকরণ প্রযুক্তির উদ্ভাবন লেজার লাইনউইথের সংকোচন, ফ্রিকোয়েন্সি স্থিতিশীলতার উন্নতি, তরঙ্গদৈর্ঘ্যের পরিসরের সম্প্রসারণ এবং শক্তির উন্নয়নকে আরও ত্বরান্বিত করবে, যা মানুষের জন্য অজানা বিশ্ব অনুসন্ধানের পথ প্রশস্ত করবে।
পোস্ট করার সময়: ২৯ নভেম্বর, ২০২৩