साँघुरो रेखाविड्थ लेजर प्रविधि भाग दुई
१९६० मा, विश्वको पहिलो रूबी लेजर एक ठोस-अवस्था लेजर थियो, जसको विशेषता उच्च उत्पादन ऊर्जा र फराकिलो तरंगदैर्ध्य कभरेज थियो। ठोस-अवस्था लेजरको अद्वितीय स्थानिय संरचनाले यसलाई साँघुरो रेखा चौडाइ आउटपुटको डिजाइनमा अझ लचिलो बनाउँछ। हाल, लागू गरिएका मुख्य विधिहरूमा छोटो गुहा विधि, एक-तर्फी रिंग गुहा विधि, इन्ट्रागुहा मानक विधि, टोर्सन पेन्डुलम मोड गुहा विधि, भोल्युम ब्राग ग्रेटिंग विधि र बीउ इंजेक्शन विधि समावेश छन्।
चित्र ७ ले धेरै विशिष्ट एकल-अनुदैर्ध्य मोड ठोस-अवस्था लेजरहरूको संरचना देखाउँछ।
चित्र ७(क) ले इन-क्याभिटी FP मानकमा आधारित एकल अनुदैर्ध्य मोड चयनको कार्य सिद्धान्त देखाउँछ, अर्थात्, मानकको साँघुरो रेखा चौडाइ प्रसारण स्पेक्ट्रम अन्य अनुदैर्ध्य मोडहरूको हानि बढाउन प्रयोग गरिन्छ, ताकि अन्य अनुदैर्ध्य मोडहरू तिनीहरूको सानो ट्रान्समिटेन्सको कारणले मोड प्रतिस्पर्धा प्रक्रियामा फिल्टर आउट हुन्छन्, ताकि एकल अनुदैर्ध्य मोड सञ्चालन प्राप्त गर्न सकियोस्। थप रूपमा, FP मानकको कोण र तापक्रम नियन्त्रण गरेर र अनुदैर्ध्य मोड अन्तराल परिवर्तन गरेर तरंगदैर्ध्य ट्युनिङ आउटपुटको एक निश्चित दायरा प्राप्त गर्न सकिन्छ। चित्र ७(ख) र (ग) ले एकल अनुदैर्ध्य मोड आउटपुट प्राप्त गर्न प्रयोग गरिने गैर-प्लानर रिंग ओसिलेटर (NPRO) र टोर्सनल पेन्डुलम मोड गुहा विधि देखाउँछ। कार्य सिद्धान्त भनेको रेजोनेटरमा बीमलाई एकल दिशामा फैलाउनु हो, साधारण स्थायी तरंग गुहामा उल्टो कणहरूको संख्याको असमान स्थानिक वितरणलाई प्रभावकारी रूपमा हटाउनु हो, र यसरी एकल अनुदैर्ध्य मोड आउटपुट प्राप्त गर्न स्थानिक प्वाल जलाउने प्रभावको प्रभावबाट बच्नु हो। बल्क ब्राग ग्रेटिंग (VBG) मोड चयनको सिद्धान्त पहिले उल्लेख गरिएको अर्धचालक र फाइबर साँघुरो रेखा-चौडाइ लेजरहरूको जस्तै छ, अर्थात्, VBG लाई फिल्टर तत्वको रूपमा प्रयोग गरेर, यसको राम्रो वर्णक्रमीय चयन र कोण चयनको आधारमा, ओसिलेटर रेखांशिक मोड चयनको भूमिका प्राप्त गर्न एक विशिष्ट तरंगदैर्ध्य वा ब्यान्डमा दोलन गर्दछ, जुन चित्र 7(d) मा देखाइएको छ।
एकै समयमा, धेरै अनुदैर्ध्य मोड चयन विधिहरूलाई आवश्यकता अनुसार संयोजन गर्न सकिन्छ अनुदैर्ध्य मोड चयन शुद्धता सुधार गर्न, लाइनविड्थलाई थप साँघुरो बनाउन, वा गैर-रेखीय आवृत्ति रूपान्तरण र अन्य माध्यमहरू परिचय गरेर मोड प्रतिस्पर्धा तीव्रता बढाउन, र साँघुरो लाइनविड्थमा सञ्चालन गर्दा लेजरको आउटपुट तरंगदैर्ध्य विस्तार गर्न, जुन गर्न गाह्रो छ।अर्धचालक लेजररफाइबर लेजरहरू.
(४) ब्रिलोइन लेजर
ब्रिलोइन लेजर कम आवाज, साँघुरो लाइनविड्थ आउटपुट प्रविधि प्राप्त गर्न उत्तेजित ब्रिलोइन स्क्याटरिङ (SBS) प्रभावमा आधारित छ, यसको सिद्धान्त स्टोक्स फोटनहरूको निश्चित फ्रिक्वेन्सी शिफ्ट उत्पादन गर्न फोटोन र आन्तरिक ध्वनिक क्षेत्र अन्तरक्रिया मार्फत हो, र लाभ ब्यान्डविथ भित्र निरन्तर विस्तारित हुन्छ।
चित्र ८ ले SBS रूपान्तरणको स्तर रेखाचित्र र ब्रिलोइन लेजरको आधारभूत संरचना देखाउँछ।
ध्वनिक क्षेत्रको कम कम्पन आवृत्तिको कारणले गर्दा, सामग्रीको ब्रिलोइन फ्रिक्वेन्सी शिफ्ट सामान्यतया ०.१-२ सेमी-१ मात्र हुन्छ, त्यसैले १०६४ एनएम लेजर पम्प लाइटको रूपमा प्रयोग गर्दा, स्टोक्सले उत्पन्न गर्ने तरंगदैर्ध्य प्रायः लगभग १०६४.०१ एनएम मात्र हुन्छ, तर यसको अर्थ यसको क्वान्टम रूपान्तरण दक्षता अत्यन्त उच्च छ (सिद्धान्तमा ९९.९९% सम्म)। थप रूपमा, माध्यमको ब्रिलोइन गेन लाइनविड्थ सामान्यतया MHZ-ghz को क्रमको मात्र भएकोले (केही ठोस मिडियाको ब्रिलोइन गेन लाइनविड्थ लगभग १० मेगाहर्ट्ज मात्र हो), यो १०० GHz को क्रमको लेजर काम गर्ने पदार्थको गेन लाइनविड्थ भन्दा धेरै कम छ, त्यसैले, ब्रिलोइन लेजरमा उत्तेजित स्टोक्सले गुहामा धेरै प्रवर्धन पछि स्पष्ट स्पेक्ट्रम संकुचन घटना देखाउन सक्छ, र यसको आउटपुट लाइन चौडाइ पम्प लाइन चौडाइ भन्दा धेरै परिमाणको अर्डर साँघुरो छ। हाल, ब्रिलोइन लेजर फोटोनिक्स क्षेत्रमा अनुसन्धानको केन्द्र बनेको छ, र अत्यन्तै साँघुरो लाइनविड्थ आउटपुटको Hz र sub-Hz क्रममा धेरै रिपोर्टहरू आएका छन्।
हालैका वर्षहरूमा, वेभगाइड संरचना भएका ब्रिलोइन उपकरणहरूको क्षेत्रमा उदय भएको छमाइक्रोवेभ फोटोनिक्स, र लघुकरण, उच्च एकीकरण र उच्च रिजोल्युसनको दिशामा द्रुत गतिमा विकास भइरहेका छन्। यसका साथै, हीरा जस्ता नयाँ क्रिस्टल सामग्रीहरूमा आधारित अन्तरिक्ष-चल्ने ब्रिलोइन लेजरले पनि विगत दुई वर्षमा मानिसहरूको दृष्टिकोणमा प्रवेश गरेको छ, वेभगाइड संरचना र क्यास्केड एसबीएस बाधाको शक्तिमा यसको नवीन सफलता, ब्रिलोइन लेजरको शक्ति १० वाट परिमाणमा पुर्याएको छ, जसले यसको प्रयोग विस्तार गर्ने जग बसाल्यो।
सामान्य जंक्शन
अत्याधुनिक ज्ञानको निरन्तर अन्वेषणसँगै, साँघुरो लाइनविड्थ लेजरहरू वैज्ञानिक अनुसन्धानमा एक अपरिहार्य उपकरण बनेका छन् जसको उत्कृष्ट प्रदर्शन छ, जस्तै गुरुत्वाकर्षण तरंग पत्ता लगाउनको लागि लेजर इन्टरफेरोमिटर LIGO, जसले एकल-फ्रिक्वेन्सी साँघुरो लाइनविड्थ प्रयोग गर्दछ।लेजरबीज स्रोतको रूपमा १०६४ एनएमको तरंगदैर्ध्यको साथ, र बीज प्रकाशको लाइनविड्थ ५ किलोहर्ट्ज भित्र छ। थप रूपमा, तरंगदैर्ध्य ट्युनेबल र कुनै मोड जम्प नभएका साँघुरो-चौडाइ लेजरहरूले पनि उत्कृष्ट अनुप्रयोग क्षमता देखाउँछन्, विशेष गरी सुसंगत संचारमा, जसले तरंगदैर्ध्य डिभिजन मल्टिप्लेक्सिङ (WDM) वा फ्रिक्वेन्सी डिभिजन मल्टिप्लेक्सिङ (FDM) को तरंगदैर्ध्य (वा फ्रिक्वेन्सी) ट्युनेबिलिटीको आवश्यकताहरू पूर्ण रूपमा पूरा गर्न सक्छ, र मोबाइल सञ्चार प्रविधिको अर्को पुस्ताको मुख्य उपकरण बन्ने अपेक्षा गरिएको छ।
भविष्यमा, लेजर सामग्री र प्रशोधन प्रविधिको नवीनताले लेजर लाइनविड्थको कम्प्रेसन, फ्रिक्वेन्सी स्थिरतामा सुधार, तरंगदैर्ध्य दायराको विस्तार र शक्तिमा सुधारलाई अझ बढावा दिनेछ, जसले गर्दा अज्ञात संसारको मानव अन्वेषणको लागि मार्ग प्रशस्त हुनेछ।
पोस्ट समय: नोभेम्बर-२९-२०२३