অতি-উচ্চ পুনরাবৃত্তি হারের পালসড লেজার

অতি-উচ্চ পুনরাবৃত্তি হারের পালসড লেজার

আলো এবং পদার্থের মধ্যে মিথস্ক্রিয়ার আণুবীক্ষণিক জগতে, অতি-উচ্চ পুনরাবৃত্তি হারের পালস (UHRPs) সময়ের সুনির্দিষ্ট শাসক হিসেবে কাজ করে - তারা প্রতি সেকেন্ডে এক বিলিয়নেরও বেশি বার (1GHz) দোদুল্যমান হয়, বর্ণালী ইমেজিংয়ে ক্যান্সার কোষের আণবিক আঙুলের ছাপ ধারণ করে, অপটিক্যাল ফাইবার যোগাযোগে বিপুল পরিমাণে ডেটা বহন করে এবং টেলিস্কোপে তারার তরঙ্গদৈর্ঘ্য স্থানাঙ্ক ক্যালিব্রেট করে। বিশেষ করে লিডারের সনাক্তকরণ মাত্রার উল্লম্ফনে, টেরাহার্টজ অতি-উচ্চ পুনরাবৃত্তি হারের পালসড লেজার (100-300 GHz) হস্তক্ষেপ স্তর ভেদ করার জন্য শক্তিশালী হাতিয়ার হয়ে উঠছে, ফোটন স্তরে স্প্যাসিওটেম্পোরাল ম্যানিপুলেশন শক্তি দিয়ে ত্রি-মাত্রিক উপলব্ধির সীমানা পুনর্নির্মাণ করছে। বর্তমানে, কৃত্রিম মাইক্রোস্ট্রাকচার ব্যবহার করা, যেমন মাইক্রো-রিং ক্যাভিটি যার জন্য চার-তরঙ্গ মিশ্রণ (FWM) তৈরি করতে ন্যানোস্কেল প্রক্রিয়াকরণ নির্ভুলতা প্রয়োজন, অতি-উচ্চ পুনরাবৃত্তি হারের অপটিক্যাল পালস প্রাপ্ত করার অন্যতম প্রধান পদ্ধতি। বিজ্ঞানীরা অতি-সূক্ষ্ম কাঠামো প্রক্রিয়াকরণে ইঞ্জিনিয়ারিং সমস্যা, পালস সূচনার সময় ফ্রিকোয়েন্সি টিউনিং সমস্যা এবং পালস জেনারেশনের পরে রূপান্তর দক্ষতা সমস্যা সমাধানের উপর মনোনিবেশ করছেন। আরেকটি পদ্ধতি হল অত্যন্ত অরৈখিক তন্তু ব্যবহার করা এবং UHRP গুলিকে উত্তেজিত করার জন্য লেজার গহ্বরের মধ্যে মড্যুলেশন অস্থিরতা প্রভাব বা FWM প্রভাব ব্যবহার করা। এখনও পর্যন্ত, আমাদের আরও দক্ষ "টাইম শেপার" প্রয়োজন।

ডিসিপেটিভ FWM প্রভাবকে উত্তেজিত করার জন্য অতি দ্রুত পালস ইনজেক্ট করে UHRP উৎপন্ন করার প্রক্রিয়াটিকে "আল্ট্রাফাস্ট ইগনিশন" হিসাবে বর্ণনা করা হয়। উপরে উল্লিখিত কৃত্রিম মাইক্রোরিং ক্যাভিটি স্কিমের থেকে ভিন্ন, যার জন্য ক্রমাগত পাম্পিং, পালস উৎপাদন নিয়ন্ত্রণের জন্য ডিটিউনিংয়ের সুনির্দিষ্ট সমন্বয় এবং FWM থ্রেশহোল্ড কমাতে অত্যন্ত অরৈখিক মিডিয়া ব্যবহার প্রয়োজন, এই "ইগনিশন" সরাসরি FWM উত্তেজিত করার জন্য অতি দ্রুত পালসের সর্বোচ্চ শক্তি বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে এবং "ইগনিশন বন্ধ" করার পরে, স্ব-টেকসই UHRP অর্জন করে।

চিত্র ১-এ ডিসিপেটিভ ফাইবার রিং ক্যাভিটির অতি দ্রুত বীজ স্পন্দন উত্তেজনার উপর ভিত্তি করে স্পন্দন স্ব-সংগঠন অর্জনের মূল প্রক্রিয়াটি চিত্রিত করা হয়েছে। বহিরাগতভাবে ইনজেক্ট করা অতি-সংক্ষিপ্ত বীজ স্পন্দন (পিরিয়ড T0, পুনরাবৃত্তি ফ্রিকোয়েন্সি F) ডিসিপেশন ক্যাভিটির মধ্যে একটি উচ্চ-শক্তির স্পন্দন ক্ষেত্রকে উত্তেজিত করার জন্য "ইগনিশন উৎস" হিসেবে কাজ করে। অন্তঃকোষীয় লাভ মডিউল বর্ণালী শেপারের সাথে সমন্বয় করে সময়-ফ্রিকোয়েন্সি ডোমেইনে জয়েন্ট নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে বীজ স্পন্দন শক্তিকে একটি চিরুনি-আকৃতির বর্ণালী প্রতিক্রিয়ায় রূপান্তরিত করে। এই প্রক্রিয়াটি ঐতিহ্যবাহী ক্রমাগত পাম্পিংয়ের সীমাবদ্ধতা ভেঙে দেয়: বীজ স্পন্দনটি ডিসিপেশন FWM থ্রেশহোল্ডে পৌঁছালে বন্ধ হয়ে যায় এবং ডিসিপেশন ক্যাভিটি লাভ এবং ক্ষতির গতিশীল ভারসাম্যের মাধ্যমে স্পন্দনের স্ব-সংগঠন অবস্থা বজায় রাখে, যেখানে স্পন্দন পুনরাবৃত্তি ফ্রিকোয়েন্সি Fs (গহ্বরের অভ্যন্তরীণ ফ্রিকোয়েন্সি FF এবং সময়কাল T এর সাথে সঙ্গতিপূর্ণ)।

এই গবেষণায় তাত্ত্বিক যাচাইও করা হয়েছে। পরীক্ষামূলক সেটআপে গৃহীত পরামিতিগুলির উপর ভিত্তি করে এবং 1ps সহঅতি দ্রুত পালস লেজারপ্রাথমিক ক্ষেত্র হিসেবে, লেজার গহ্বরের মধ্যে পালসের সময় ক্ষেত্র এবং ফ্রিকোয়েন্সির বিবর্তন প্রক্রিয়ার উপর সংখ্যাসূচক সিমুলেশন করা হয়েছিল। এটি পাওয়া গেছে যে পালসটি তিনটি পর্যায়ের মধ্য দিয়ে গেছে: পালস বিভাজন, পালস পর্যায়ক্রমিক দোলন এবং সমগ্র লেজার গহ্বর জুড়ে পালস অভিন্ন বিতরণ। এই সংখ্যাসূচক ফলাফলটি লেজার গহ্বরের স্ব-সংগঠিত বৈশিষ্ট্যগুলিকেও সম্পূর্ণরূপে যাচাই করে।পালস লেজার.

অতি দ্রুত বীজ পালস ইগনিশনের মাধ্যমে ডিসিপেটিভ ফাইবার রিং ক্যাভিটির মধ্যে চার-তরঙ্গ মিশ্রণ প্রভাবকে ট্রিগার করে, সাব-THZ অতি-উচ্চ পুনরাবৃত্তি ফ্রিকোয়েন্সি পালস (বীজ বন্ধ করার পরে 0.5W পাওয়ারের স্থিতিশীল আউটপুট) এর স্ব-সংগঠিত উৎপাদন এবং রক্ষণাবেক্ষণ সফলভাবে অর্জন করা হয়েছে, যা লিডার ক্ষেত্রের জন্য একটি নতুন ধরণের আলোর উৎস প্রদান করে: এর সাব-THZ স্তরের রিফ্রিকোয়েন্সি পয়েন্ট ক্লাউড রেজোলিউশনকে মিলিমিটার স্তরে উন্নত করতে পারে। পালস স্ব-টেকসই বৈশিষ্ট্যটি সিস্টেমের শক্তি খরচ উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করে। সম্পূর্ণ ফাইবার কাঠামো 1.5 μm চোখের সুরক্ষা ব্যান্ডে উচ্চ স্থিতিশীলতা অপারেশন নিশ্চিত করে। ভবিষ্যতের দিকে তাকালে, এই প্রযুক্তি যানবাহন-মাউন্ট করা লিডারের বিবর্তনকে ক্ষুদ্রাকৃতিকরণ (MZI মাইক্রো-ফিল্টারের উপর ভিত্তি করে) এবং দীর্ঘ-পরিসরের সনাক্তকরণ (> 1W পর্যন্ত শক্তি সম্প্রসারণ) এর দিকে চালিত করবে এবং বহু-তরঙ্গদৈর্ঘ্য সমন্বিত ইগনিশন এবং বুদ্ধিমান নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে জটিল পরিবেশের উপলব্ধি প্রয়োজনীয়তার সাথে আরও খাপ খাইয়ে নেবে বলে আশা করা হচ্ছে।