অপটিক্যাল শক্তি পরিমাপের বৈপ্লবিক পদ্ধতি

অপটিক্যাল শক্তি পরিমাপের বৈপ্লবিক পদ্ধতি
লেজারচোখের অস্ত্রোপচারের জন্য ব্যবহৃত পয়েন্টার থেকে শুরু করে আলোর রশ্মি, পোশাকের কাপড় কাটার ধাতু এবং আরও অনেক পণ্য পর্যন্ত, সব ধরনের ও তীব্রতার বস্তু সর্বত্রই রয়েছে। এগুলো প্রিন্টার, ডেটা স্টোরেজ এবং আরও অনেক কিছুতে ব্যবহৃত হয়।অপটিক্যাল যোগাযোগঝালাইয়ের মতো উৎপাদনমূলক প্রয়োগ; সামরিক অস্ত্র ও রেঞ্জিং; চিকিৎসা সরঞ্জাম; এরকম আরও অনেক প্রয়োগ রয়েছে। এর দ্বারা পালন করা ভূমিকা যত বেশি গুরুত্বপূর্ণ হবে...লেজারএর পাওয়ার আউটপুট নির্ভুলভাবে ক্যালিব্রেট করার প্রয়োজনীয়তা তত বেশি জরুরি।
লেজার শক্তি পরিমাপের প্রচলিত পদ্ধতিতে এমন একটি যন্ত্রের প্রয়োজন হয় যা রশ্মির সমস্ত শক্তিকে তাপ হিসেবে শোষণ করতে পারে। তাপমাত্রার পরিবর্তন পরিমাপ করে গবেষকরা লেজারের শক্তি গণনা করতে পারেন।
কিন্তু এখন পর্যন্ত, উৎপাদনের সময়, যেমন লেজার যখন কোনো বস্তু কাটে বা গলায়, তখন রিয়েল-টাইমে লেজারের শক্তি সঠিকভাবে পরিমাপ করার কোনো উপায় নেই। এই তথ্য ছাড়া, কিছু নির্মাতাকে উৎপাদনের পরে তাদের যন্ত্রাংশগুলো উৎপাদন-নির্দিষ্ট মান পূরণ করছে কিনা তা মূল্যায়ন করতে আরও বেশি সময় এবং অর্থ ব্যয় করতে হতে পারে।
বিকিরণ চাপ এই সমস্যার সমাধান করে। আলোর কোনো ভর নেই, কিন্তু এর ভরবেগ আছে, যা কোনো বস্তুতে আঘাত করলে একে বল প্রদান করে। একটি ১ কিলোওয়াট (kW) লেজার রশ্মির বল সামান্য হলেও লক্ষণীয় – প্রায় একটি বালুকণার ওজনের সমান। গবেষকরা আয়নার উপর আলোর দ্বারা প্রযুক্ত বিকিরণ চাপ শনাক্ত করার মাধ্যমে আলোর শক্তির অল্প ও বেশি পরিমাণ পরিমাপ করার জন্য একটি বৈপ্লবিক কৌশল উদ্ভাবন করেছেন। রেডিয়েশন ম্যানোমিটার (RPPM) উচ্চ-ক্ষমতার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।আলোর উৎসএকটি উচ্চ-নির্ভুল ল্যাবরেটরি ব্যালেন্স ব্যবহার করা হয়, যার আয়নাগুলো আলোর ৯৯.৯৯৯% প্রতিফলিত করতে সক্ষম। লেজার রশ্মিটি আয়না থেকে প্রতিফলিত হওয়ার সাথে সাথে, ব্যালেন্সটি এর দ্বারা প্রযুক্ত চাপ রেকর্ড করে। এরপর এই বলের পরিমাপকে শক্তির পরিমাপে রূপান্তরিত করা হয়।
লেজার রশ্মির শক্তি যত বেশি হয়, প্রতিফলকের সরণও তত বেশি হয়। এই সরণের পরিমাণ নির্ভুলভাবে শনাক্ত করার মাধ্যমে বিজ্ঞানীরা সংবেদনশীলভাবে রশ্মির শক্তি পরিমাপ করতে পারেন। এর সাথে জড়িত পীড়ন খুবই নগণ্য হতে পারে। ১০০ কিলোওয়াটের একটি অতি-শক্তিশালী রশ্মি ৬৮ মিলিগ্রাম পরিসরের বল প্রয়োগ করে। এর চেয়ে অনেক কম শক্তিতে বিকিরণ চাপের সঠিক পরিমাপের জন্য অত্যন্ত জটিল নকশা এবং ক্রমাগত উন্নত হতে থাকা প্রকৌশলবিদ্যার প্রয়োজন হয়। এখন উচ্চ শক্তির লেজারের জন্য মূল RPPM নকশাটি সরবরাহ করা হচ্ছে। একই সাথে, গবেষক দলটি ‘বিম বক্স’ নামক একটি পরবর্তী প্রজন্মের যন্ত্র তৈরি করছে, যা সাধারণ অনলাইন লেজার শক্তি পরিমাপের মাধ্যমে RPPM-কে উন্নত করবে এবং শনাক্তকরণের পরিসরকে আরও কম শক্তি পর্যন্ত প্রসারিত করবে। প্রাথমিক প্রোটোটাইপে তৈরি আরেকটি প্রযুক্তি হলো ‘স্মার্ট মিরর’, যা মিটারের আকার আরও ছোট করবে এবং খুব অল্প পরিমাণ শক্তি শনাক্ত করার ক্ষমতা দেবে। অবশেষে, এটি রেডিও তরঙ্গ বা মাইক্রোওয়েভ রশ্মি দ্বারা প্রযুক্ত বিকিরণ চাপের মাত্রা পর্যন্ত নির্ভুল পরিমাপকে প্রসারিত করবে, যা বর্তমানে নির্ভুলভাবে পরিমাপ করার ক্ষমতার মারাত্মক অভাব রয়েছে।
উচ্চ লেজার শক্তি সাধারণত একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ সঞ্চালনশীল জলের দিকে রশ্মি তাক করে এবং তাপমাত্রার বৃদ্ধি শনাক্ত করার মাধ্যমে পরিমাপ করা হয়। এর জন্য ব্যবহৃত ট্যাঙ্কগুলো বড় হতে পারে এবং বহনযোগ্যতা একটি সমস্যা। ক্রমাঙ্কনের জন্য সাধারণত লেজারকে একটি মানসম্মত পরীক্ষাগারে পাঠাতে হয়। আরেকটি দুর্ভাগ্যজনক অসুবিধা হলো: যে লেজার রশ্মি পরিমাপ করার কথা, সেই রশ্মি দ্বারাই শনাক্তকরণ যন্ত্রটি ক্ষতিগ্রস্ত হওয়ার ঝুঁকি থাকে। বিভিন্ন বিকিরণ চাপ মডেল এই সমস্যাগুলো দূর করতে পারে এবং ব্যবহারকারীর স্থানেই নির্ভুল শক্তি পরিমাপ সম্ভব করে তোলে।