৬৬-ফেমটোসেকেন্ড মোড-লকড লেজারের অপটিক্যাল পথের নকশা

৬৬-ফেমটোসেকেন্ডের অপটিক্যাল পথের নকশামোড-লকড লেজার
এই ৬৬-ফেমটোসেকেন্ড মোড-লকড লেজারটি হলো একটি লিনিয়ার ক্যাভিটি অল-পোলারাইজেশন-মেইনটেইনিং ইটারবিয়াম-ডোপড ফাইবার লেজার, যাতে একটি নন-রেসিপ্রোকাল ফেজ শিফটার রয়েছে। এটি ১৪৭ মেগাহার্টজ ফান্ডামেন্টাল ফ্রিকোয়েন্সি মোড-লকিং অর্জন করে। গ্রেটিংগুলোর মধ্যবর্তী দূরত্ব সমন্বয় করে ৩৯.৮ ন্যানোমিটারের একটি স্পেকট্রাল প্রস্থ এবং বাহ্যিক কম্প্রেশনের পর ৬৬ ফেমটোসেকেন্ডের একটি পালস প্রস্থ পাওয়া যায়। উচ্চ পাম্প পাওয়ারে, ২৯৪.১ মেগাহার্টজ এবং ৪৪২.৩ মেগাহার্টজ রিপিটেশন ফ্রিকোয়েন্সিসহ সেকেন্ড-অর্ডার এবং থার্ড-অর্ডার হারমোনিক মোড-লকিং অর্জন করা হয়।

আলোক পথের বর্ণনা:
রেজোনেটরটি উভয় পাশে স্থানিক অপটিক্যাল অংশ এবং মাঝখানে পোলারাইজেশন-রক্ষণকারী ফাইবার অংশ নিয়ে গঠিত। বাম দিকের স্থানিক অংশে একটি পূর্ণ প্রতিফলন দর্পণ (M1), একটি λ/8 ওয়েভ প্লেট (EWP), এবং একটি ফ্যারাডে রোটেটর (FR) অন্তর্ভুক্ত রয়েছে। EWP এবং FR-এর সংমিশ্রণ একটি নন-রেসিপ্রোকাল ফেজ শিফটার হিসেবে ব্যবহৃত হতে পারে, যা নন-রেসিপ্রোকাল ফেজ বায়াস প্রদান করে এবং এর ফলে সেলফ-স্টার্টিং ক্ষমতা বৃদ্ধি করে। ফাইবার অংশটি একটি কাস্টম ওয়েভলেংথ ডিভিশন মাল্টিপ্লেক্সিং – কলিমেটর (WDM-Collimator) ইন্টিগ্রেটেড ডিভাইস, ৬২ সেমি ইটারবিয়াম-ডোপড পোলারাইজেশন-রক্ষণকারী ফাইবার (Yb401-PM, CORACTIVE), এবং একটি অপটিক্যাল ফাইবার কলিমেটর (Col) নিয়ে গঠিত। গেইন ফাইবারটি একটি সিঙ্গেল-মোড ৯৭৬ এনএম লেজার ডায়োড (এলডি) দ্বারা পাম্প করা হয়, যার সর্বোচ্চ পাম্প পাওয়ার ১.৪ ওয়াট। ডানদিকের স্থানিক অংশটিতে একটি হাফ-ওয়েভ প্লেট (এইচডব্লিউপি), একটি পোলারাইজেশন বিম স্প্লিটার (পিবিএস), একটি গ্রেটিং পেয়ার (লাইটস্মিথ টি-১০০০-১০৪০-৩২১২২-৯৪), এবং একটি টোটাল রিফ্লেকশন মিরর (এম২) রয়েছে। ১০০০ লাইন/মিমি লাইন ঘনত্ব বিশিষ্ট ট্রান্সমিশন গ্রেটিং পেয়ারটি ইন্ট্রা-ক্যাভিটি ডিসপারশন কম্পেনসেশন প্রদান করে। দুটি গ্রেটিংয়ের মধ্যবর্তী দূরত্ব একটি স্টেজের মাধ্যমে সামঞ্জস্য করা যায়। কলিমেটর থেকে উভয় পাশের দুটি রিফ্লেকশন মিরর পর্যন্ত মুক্ত স্থানের দৈর্ঘ্য যথাক্রমে ৫.৫ সেমি এবং ৬.৫ সেমি।লেজারPBS থেকে রৈখিকভাবে পোলারাইজড পদ্ধতিতে পালস নির্গত করে।
কার্যপ্রণালী:
ইন্ট্রাকেভিটি লুপের মধ্য দিয়ে প্রেরিত প্রাথমিক নর্মালাইজড পালসটি PBS থেকে শুরু হয়ে M1-এ প্রেরিত হয়। প্রাথমিকভাবে, HWP পালসটিকে দুটি লম্ব উপাদানে বিভক্ত করে, এবং তারপর পোলারাইজেশন-সংরক্ষণকারী অপটিক্যাল ফাইবারে প্রবেশ করে দ্রুত এবং ধীর অক্ষ বরাবর সঞ্চারিত হয়। দুটি লম্ব অক্ষ বরাবর পালসগুলোর তীব্রতার অনুপাত HWP-এর ঘূর্ণন কোণ (θh) দ্বারা নির্ধারিত হয়। অপটিক্যাল ফাইবারের মধ্যে সঞ্চারণের সময়, নন-লিনিয়ার প্রভাবের কারণে, লম্বভাবে পোলারাইজড পালসগুলোর অপ্রতিসম তীব্রতা, তীব্রতা-সম্পর্কিত নন-লিনিয়ার ফেজ শিফটের কারণ হয়। প্রান্তীয় দর্পণ M1 লম্ব পালসগুলোকে ফেজ শিফটারের মধ্য দিয়ে দুইবার যেতে এবং পোলারাইজেশন-সংরক্ষণকারী অপটিক্যাল ফাইবারে ফিরে আসতে সক্ষম করে। লম্ব পালসগুলো একটি π/2 নন-রেসিপ্রোকাল ফেজ শিফট অর্জন করে এবং সঞ্চারণের অপটিক্যাল অক্ষ বিনিময় করে। লম্বভাবে পোলারাইজড পালসগুলোর মধ্যে গ্রুপ ভেলোসিটির অমিল বিচ্যুতি প্রভাবের ক্ষতিপূরণ ঘটায়। অবশেষে, পালসটি বিভিন্ন নন-লিনিয়ার ফেজ শিফট সঞ্চয় করে এবং PBS-এ ইন্টারফেরেন্স ঘটায়। একটি পোলারাইজার হিসেবে, PBS উপযুক্ত পোলারাইজেশন অবস্থার পালসগুলোকে এর মধ্য দিয়ে যেতে দেয়, এবং বাকিগুলো ক্যাভিটির বাইরে প্রতিফলিত হয়ে যায়। এই প্রক্রিয়াটি এই লিনিয়ার ক্যাভিটিতে একটি কৃত্রিম স্যাচুরেবল অ্যাবজরবারের ভূমিকা পালন করে।অপটিক্যাল লেজারযখন গ্রেটিং জোড়ার দূরত্ব আরও কমিয়ে ৩.২ মিমি করা হয়, তখন বর্ণালীর বাম প্রান্ত উল্লেখযোগ্যভাবে খাড়া হয়ে যায়। এই সময়ে, ক্যাভিটির মোট ডিসপারশন ধনাত্মক হয় এবং সর্বোচ্চ একক-পালস শক্তি ৩.৫৭ ন্যানোজুল পাওয়া যায়। সবচেয়ে প্রশস্ত ৩৯.৮ ন্যানোমিটার বর্ণালী প্রস্থের পালসটিকে বাহ্যিকভাবে সংকুচিত করে প্রাপ্ত পালসের স্ব-সহসম্পর্ক ট্রেসটিকে একটি গাউসীয় ফাংশন দ্বারা ফিট করা হয়, যার মান ৬৬ ফেমটোসেকেন্ড।