नैरो लाइनविथ लेजर प्रौद्योगिकी भाग दो

नैरो लाइनविथ लेजर प्रौद्योगिकी भाग दो

(3)ठोस अवस्था लेजर

1960 में, दुनिया का पहला रूबी लेजर एक सॉलिड-स्टेट लेजर था, जिसकी विशेषता उच्च आउटपुट ऊर्जा और व्यापक तरंग दैर्ध्य कवरेज थी। सॉलिड-स्टेट लेजर की अनूठी स्थानिक संरचना इसे संकीर्ण लाइनविड्थ आउटपुट के डिजाइन में अधिक लचीला बनाती है। वर्तमान में, लागू की गई मुख्य विधियों में शॉर्ट कैविटी विधि, वन-वे रिंग कैविटी विधि, इंट्राकैविटी मानक विधि, टोरसन पेंडुलम मोड कैविटी विधि, वॉल्यूम ब्रैग ग्रेटिंग विधि और बीज इंजेक्शन विधि शामिल हैं।

चित्र 7 कई विशिष्ट एकल-अनुदैर्ध्य मोड ठोस-अवस्था लेज़रों की संरचना को दर्शाता है।

चित्र 7(ए) इन-कैविटी एफपी मानक के आधार पर एकल अनुदैर्ध्य मोड चयन के कार्य सिद्धांत को दर्शाता है, अर्थात, मानक के संकीर्ण लाइनविड्थ ट्रांसमिशन स्पेक्ट्रम का उपयोग अन्य अनुदैर्ध्य मोड के नुकसान को बढ़ाने के लिए किया जाता है, ताकि अन्य अनुदैर्ध्य मोड उनके छोटे संप्रेषण के कारण मोड प्रतियोगिता प्रक्रिया में फ़िल्टर कर दिया जाता है, ताकि एकल अनुदैर्ध्य मोड ऑपरेशन प्राप्त किया जा सके। इसके अलावा, एफपी मानक के कोण और तापमान को नियंत्रित करके और अनुदैर्ध्य मोड अंतराल को बदलकर तरंग दैर्ध्य ट्यूनिंग आउटपुट की एक निश्चित सीमा प्राप्त की जा सकती है। अंजीर। 7(बी) और (सी) एकल अनुदैर्ध्य मोड आउटपुट प्राप्त करने के लिए उपयोग किए जाने वाले गैर-प्लानर रिंग ऑसिलेटर (एनपीआरओ) और टॉर्सनल पेंडुलम मोड कैविटी विधि को दिखाते हैं। कार्य सिद्धांत किरण को अनुनादक में एक ही दिशा में प्रसारित करना है, सामान्य खड़े तरंग गुहा में उलट कणों की संख्या के असमान स्थानिक वितरण को प्रभावी ढंग से समाप्त करना है, और इस प्रकार स्थानिक छेद जलने के प्रभाव से बचना है। एकल अनुदैर्ध्य मोड आउटपुट। बल्क ब्रैग ग्रेटिंग (वीबीजी) मोड चयन का सिद्धांत पहले बताए गए सेमीकंडक्टर और फाइबर संकीर्ण लाइन-चौड़ाई वाले लेजर के समान है, अर्थात, वीबीजी को फिल्टर तत्व के रूप में उपयोग करके, इसकी अच्छी वर्णक्रमीय चयनात्मकता और कोण चयनात्मकता के आधार पर, ऑसिलेटर अनुदैर्ध्य मोड चयन की भूमिका प्राप्त करने के लिए एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य या बैंड पर दोलन करता है, जैसा कि चित्र 7 (डी) में दिखाया गया है।
एक ही समय में, कई अनुदैर्ध्य मोड चयन विधियों को अनुदैर्ध्य मोड चयन सटीकता में सुधार करने, लाइनविड्थ को और कम करने, या गैर-रेखीय आवृत्ति परिवर्तन और अन्य साधनों को शुरू करके मोड प्रतिस्पर्धा की तीव्रता को बढ़ाने और आउटपुट तरंग दैर्ध्य का विस्तार करने की आवश्यकता के अनुसार जोड़ा जा सकता है। लेजर एक संकीर्ण लाइनविड्थ में काम कर रहा है, जिसके लिए ऐसा करना मुश्किल हैअर्धचालक लेजरऔरफाइबर लेजर.

(4) ब्रिलोइन लेजर

ब्रिलोइन लेजर कम शोर, संकीर्ण लाइनविड्थ आउटपुट तकनीक प्राप्त करने के लिए उत्तेजित ब्रिलोइन स्कैटरिंग (एसबीएस) प्रभाव पर आधारित है, इसका सिद्धांत फोटॉन और आंतरिक ध्वनिक क्षेत्र इंटरैक्शन के माध्यम से स्टोक्स फोटॉनों की एक निश्चित आवृत्ति बदलाव का उत्पादन करना है, और इसे लगातार बढ़ाया जाता है बैंडविड्थ प्राप्त करें.

चित्र 8 एसबीएस रूपांतरण के स्तर आरेख और ब्रिलोइन लेजर की मूल संरचना को दर्शाता है।

ध्वनिक क्षेत्र की कम कंपन आवृत्ति के कारण, सामग्री की ब्रिलोइन आवृत्ति शिफ्ट आमतौर पर केवल 0.1-2 सेमी-1 होती है, इसलिए पंप प्रकाश के रूप में 1064 एनएम लेजर के साथ, उत्पन्न स्टोक्स तरंग दैर्ध्य अक्सर केवल 1064.01 एनएम होता है, लेकिन इसका मतलब यह भी है कि इसकी क्वांटम रूपांतरण दक्षता बहुत अधिक है (सिद्धांत रूप में 99.99% तक)। इसके अलावा, क्योंकि माध्यम की ब्रिलोइन गेन लाइनविड्थ आमतौर पर केवल MHZ-ghz के क्रम की होती है (कुछ ठोस मीडिया की ब्रिलोइन गेन लाइनविड्थ केवल 10 मेगाहर्ट्ज के बारे में होती है), यह लेजर काम करने वाले पदार्थ की गेन लाइनविड्थ से बहुत कम है 100 गीगाहर्ट्ज़ के क्रम में, इसलिए, ब्रिलोइन लेजर में उत्तेजित स्टोक्स गुहा में कई प्रवर्धन के बाद स्पष्ट स्पेक्ट्रम संकुचन घटना दिखा सकता है, और इसकी आउटपुट लाइन की चौड़ाई पंप लाइन की चौड़ाई की तुलना में परिमाण के कई ऑर्डर कम है। वर्तमान में, ब्रिलोइन लेजर फोटोनिक्स क्षेत्र में एक अनुसंधान हॉटस्पॉट बन गया है, और अत्यंत संकीर्ण लाइनविड्थ आउटपुट के हर्ट्ज और उप-हर्ट्ज क्रम पर कई रिपोर्टें आई हैं।

हाल के वर्षों में, वेवगाइड संरचना वाले ब्रिलोइन उपकरण इस क्षेत्र में उभरे हैंमाइक्रोवेव फोटोनिक्स, और लघुकरण, उच्च एकीकरण और उच्च रिज़ॉल्यूशन की दिशा में तेजी से विकास कर रहे हैं। इसके अलावा, हीरे जैसी नई क्रिस्टल सामग्री पर आधारित अंतरिक्ष-चलने वाला ब्रिलोइन लेजर भी पिछले दो वर्षों में लोगों की दृष्टि में प्रवेश कर गया है, वेवगाइड संरचना और कैस्केड एसबीएस टोंटी की शक्ति में इसकी अभिनव सफलता, ब्रिलोइन लेजर की शक्ति 10 W परिमाण तक, इसके अनुप्रयोग के विस्तार की नींव रखता है।
सामान्य जंक्शन
अत्याधुनिक ज्ञान की निरंतर खोज के साथ, संकीर्ण लाइनविड्थ लेजर अपने उत्कृष्ट प्रदर्शन के साथ वैज्ञानिक अनुसंधान में एक अनिवार्य उपकरण बन गए हैं, जैसे कि गुरुत्वाकर्षण तरंग का पता लगाने के लिए लेजर इंटरफेरोमीटर एलआईजीओ, जो एकल-आवृत्ति संकीर्ण लाइनविड्थ का उपयोग करता हैलेज़रबीज स्रोत के रूप में 1064 एनएम की तरंग दैर्ध्य के साथ, और बीज प्रकाश की लाइनविड्थ 5 किलोहर्ट्ज़ के भीतर है। इसके अलावा, तरंग दैर्ध्य ट्यून करने योग्य और बिना मोड जंप वाले संकीर्ण-चौड़ाई वाले लेजर भी विशेष रूप से सुसंगत संचार में महान अनुप्रयोग क्षमता दिखाते हैं, जो तरंग दैर्ध्य (या आवृत्ति) के लिए तरंग दैर्ध्य डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग (डब्ल्यूडीएम) या आवृत्ति डिवीजन मल्टीप्लेक्सिंग (एफडीएम) की जरूरतों को पूरी तरह से पूरा कर सकते हैं। ) ट्यूनेबिलिटी, और यह मोबाइल संचार प्रौद्योगिकी की अगली पीढ़ी का मुख्य उपकरण बनने की उम्मीद है।
भविष्य में, लेजर सामग्री और प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी का नवाचार लेजर लाइनविड्थ के संपीड़न, आवृत्ति स्थिरता में सुधार, तरंग दैर्ध्य रेंज के विस्तार और शक्ति में सुधार को और बढ़ावा देगा, जिससे अज्ञात दुनिया के मानव अन्वेषण का मार्ग प्रशस्त होगा।