২০ ফেমটোসেকেন্ডের নিচে দৃশ্যমান আলোটিউনেবল পালসড লেজার সোর্স
সম্প্রতি, যুক্তরাজ্যের একটি গবেষণা দল একটি উদ্ভাবনী গবেষণা প্রকাশ করেছে, যেখানে ঘোষণা করা হয়েছে যে তারা সফলভাবে একটি টিউনেবল মেগাওয়াট-স্তরের কম-২০ ফেমটোসেকেন্ড দৃশ্যমান আলো টিউনেবল তৈরি করেছেস্পন্দিত লেজার উৎসএই স্পন্দিত লেজার উৎস, অতি দ্রুতফাইবার লেজারএই সিস্টেমটি টিউনেবল তরঙ্গদৈর্ঘ্য, অতি-স্বল্প সময়কাল, ৩৯ ন্যানোজুল পর্যন্ত উচ্চ শক্তি এবং ২ মেগাওয়াটের বেশি সর্বোচ্চ শক্তি সহ পালস তৈরি করতে সক্ষম, যা অতি দ্রুত বর্ণালী, জৈবিক ইমেজিং এবং শিল্প প্রক্রিয়াকরণের মতো ক্ষেত্রগুলির জন্য একেবারে নতুন অ্যাপ্লিকেশন সম্ভাবনা উন্মুক্ত করে।
এই প্রযুক্তির মূল আকর্ষণ দুটি অত্যাধুনিক পদ্ধতির সমন্বয়: "Gain-Managed nonlinear Amplification (GMNA)" এবং "Resonant Dispersive Wave (RDW) emission"। অতীতে, এই ধরনের উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন টিউনেবল আল্ট্রাশর্ট পালস পেতে সাধারণত ব্যয়বহুল এবং জটিল টাইটানিয়াম-স্যাফায়ার লেজার বা অপটিক্যাল প্যারামেট্রিক অ্যামপ্লিফায়ারের প্রয়োজন হত। এই ডিভাইসগুলি কেবল ব্যয়বহুল, ভারী এবং রক্ষণাবেক্ষণ করা কঠিন ছিল না, বরং কম পুনরাবৃত্তি হার এবং টিউনিং রেঞ্জ দ্বারাও সীমাবদ্ধ ছিল। এবার বিকশিত অল-ফাইবার সলিউশনটি কেবল সিস্টেম আর্কিটেকচারকে উল্লেখযোগ্যভাবে সরল করে না বরং খরচ এবং জটিলতাও ব্যাপকভাবে হ্রাস করে। এটি 4.8 MHz এর উচ্চ পুনরাবৃত্তি ফ্রিকোয়েন্সিতে 400 থেকে 700 ন্যানোমিটার এবং তার বেশি উচ্চ-পাওয়ার পালসের সরাসরি উৎপাদন সক্ষম করে। গবেষণা দলটি একটি সুনির্দিষ্টভাবে ডিজাইন করা সিস্টেম আর্কিটেকচারের মাধ্যমে এই সাফল্য অর্জন করেছে। প্রথমত, তারা বীজ উৎস হিসাবে নন-লাইনিয়ার অ্যামপ্লিফিকেশন রিং মিরর (NALM) এর উপর ভিত্তি করে একটি সম্পূর্ণ পোলারাইজেশন-সংরক্ষণকারী মোড-লকড ইটারবিয়াম ফাইবার অসিলেটর ব্যবহার করেছে। এই নকশাটি কেবল সিস্টেমের দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করে না, বরং ভৌত স্যাচুরেটেড শোষকগুলির অবক্ষয় সমস্যাও এড়ায়। প্রি-এমপ্লিফিকেশন এবং পালস কম্প্রেশনের পরে, বীজের ডালগুলি GMNA পর্যায়ে প্রবর্তিত হয়। GMNA বর্ণালী সম্প্রসারণ অর্জনের জন্য অপটিক্যাল ফাইবারগুলিতে স্ব-পর্যায় মড্যুলেশন এবং অনুদৈর্ঘ্য অসমমিতিক লাভ বিতরণ ব্যবহার করে এবং প্রায় নিখুঁত রৈখিক চিপ সহ অতি-সংক্ষিপ্ত পালস তৈরি করে, যা শেষ পর্যন্ত গ্রেটিং জোড়ার মাধ্যমে 40-এর কম ফেমটোসেকেন্ডে সংকুচিত হয়। RDW প্রজন্মের পর্যায়ে, গবেষকরা স্ব-পরিকল্পিত এবং তৈরি নয়-অনুরণক অ্যান্টি-অনুরণন হোলো-কোর ফাইবার ব্যবহার করেছিলেন। এই ধরণের অপটিক্যাল ফাইবারের পাম্প পালস ব্যান্ড এবং দৃশ্যমান আলোক অঞ্চলে অত্যন্ত কম ক্ষতি হয়, যা শক্তিকে পাম্প থেকে বিচ্ছুরিত তরঙ্গে দক্ষতার সাথে রূপান্তরিত করতে সক্ষম করে এবং উচ্চ-ক্ষতির অনুরণন ব্যান্ড দ্বারা সৃষ্ট হস্তক্ষেপ এড়ায়। সর্বোত্তম পরিস্থিতিতে, সিস্টেম দ্বারা বিচ্ছুরণ তরঙ্গ পালস শক্তি আউটপুট 39 ন্যানোজুলে পৌঁছাতে পারে, সর্বনিম্ন পালস প্রস্থ 13 ফেমটোসেকেন্ডে পৌঁছাতে পারে, সর্বোচ্চ শক্তি 2.2 মেগাওয়াট পর্যন্ত হতে পারে এবং শক্তি রূপান্তর দক্ষতা 13% পর্যন্ত হতে পারে। আরও উত্তেজনাপূর্ণ বিষয় হল যে গ্যাস চাপ এবং ফাইবার পরামিতিগুলি সামঞ্জস্য করে, সিস্টেমটিকে সহজেই অতিবেগুনী এবং ইনফ্রারেড ব্যান্ডে প্রসারিত করা যেতে পারে, গভীর অতিবেগুনী থেকে ইনফ্রারেডে ওয়াইডব্যান্ড টিউনিং অর্জন করা যায়।
এই গবেষণাটি কেবল ফোটোনিক্সের মৌলিক ক্ষেত্রেই তাৎপর্যপূর্ণ গুরুত্ব বহন করে না, বরং শিল্প ও প্রয়োগ ক্ষেত্রের জন্য একটি নতুন পরিস্থিতির দ্বার উন্মোচন করে। উদাহরণস্বরূপ, মাল্টি-ফোটন মাইক্রোস্কোপি ইমেজিং, অতি দ্রুত সময়-সমাধানকৃত বর্ণালী, উপাদান প্রক্রিয়াকরণ, নির্ভুল চিকিৎসা এবং অতি দ্রুত নন-লিনিয়ার অপটিক্স গবেষণার মতো ক্ষেত্রগুলিতে, এই কম্প্যাক্ট, দক্ষ এবং কম খরচের নতুন ধরণের অতি দ্রুত আলোক উৎস ব্যবহারকারীদের অভূতপূর্ব সরঞ্জাম এবং নমনীয়তা প্রদান করবে। বিশেষ করে যেসব পরিস্থিতিতে উচ্চ পুনরাবৃত্তির হার, সর্বোচ্চ শক্তি এবং অতি-সংক্ষিপ্ত পালস প্রয়োজন, সেখানে এই প্রযুক্তি নিঃসন্দেহে বেশি প্রতিযোগিতামূলক এবং ঐতিহ্যবাহী টাইটানিয়াম-নীলকান্তমণি বা অপটিক্যাল প্যারামেট্রিক পরিবর্ধন ব্যবস্থার তুলনায় এর প্রচারের সম্ভাবনা বেশি।
ভবিষ্যতে, গবেষণা দলটি সিস্টেমটিকে আরও অপ্টিমাইজ করার পরিকল্পনা করছে, যেমন বর্তমান আর্কিটেকচারকে একাধিক ফ্রি-স্পেস অপটিক্যাল উপাদান ধারণ করে অপটিক্যাল ফাইবারে একীভূত করা, অথবা সিস্টেমের ক্ষুদ্রাকৃতি এবং একীভূতকরণ অর্জনের জন্য বর্তমান অসিলেটর এবং অ্যামপ্লিফায়ার সংমিশ্রণ প্রতিস্থাপনের জন্য একটি একক মামিশেভ অসিলেটর ব্যবহার করা। এছাড়াও, বিভিন্ন ধরণের অ্যান্টি-রেজোন্যান্স ফাইবারের সাথে খাপ খাইয়ে, রমন সক্রিয় গ্যাস এবং ফ্রিকোয়েন্সি দ্বিগুণ মডিউল প্রবর্তন করে, এই সিস্টেমটি একটি বৃহত্তর ব্যান্ডে প্রসারিত হবে বলে আশা করা হচ্ছে, যা অতিবেগুনী, দৃশ্যমান আলো এবং ইনফ্রারেডের মতো একাধিক ক্ষেত্রের জন্য অল-ফাইবার, ওয়াইডব্যান্ড, অতি দ্রুত লেজার সমাধান প্রদান করবে।
চিত্র ১. স্পন্দিত লেজারের টিউনিংয়ের পরিকল্পিত চিত্র
পোস্টের সময়: মে-২৮-২০২৫