संकीर्ण लाइनविड्थ लेजर प्रौद्योगिकी भाग दो
1960 में, विश्व का पहला रूबी लेज़र एक सॉलिड-स्टेट लेज़र था, जिसकी विशेषता उच्च आउटपुट ऊर्जा और व्यापक तरंगदैर्ध्य कवरेज थी। सॉलिड-स्टेट लेज़र की अद्वितीय स्थानिक संरचना इसे संकीर्ण लाइनविड्थ आउटपुट के डिज़ाइन में अधिक लचीला बनाती है। वर्तमान में, उपयोग की जाने वाली मुख्य विधियों में शॉर्ट कैविटी विधि, वन-वे रिंग कैविटी विधि, इंट्राकैविटी मानक विधि, टॉर्शन पेंडुलम मोड कैविटी विधि, वॉल्यूम ब्रैग ग्रेटिंग विधि और सीड इंजेक्शन विधि शामिल हैं।
चित्र 7 में कई विशिष्ट एकल-अनुदैर्ध्य मोड सॉलिड-स्टेट लेजरों की संरचना दिखाई गई है।
चित्र 7(a) में इन-कैविटी FP मानक पर आधारित एकल अनुदैर्ध्य मोड चयन का कार्य सिद्धांत दर्शाया गया है। इसमें मानक के संकीर्ण लाइनविड्थ संचरण स्पेक्ट्रम का उपयोग अन्य अनुदैर्ध्य मोडों के नुकसान को बढ़ाने के लिए किया जाता है, जिससे मोड प्रतिस्पर्धा प्रक्रिया में अन्य अनुदैर्ध्य मोडों को उनकी कम पारगम्यता के कारण फ़िल्टर किया जा सके और एकल अनुदैर्ध्य मोड संचालन प्राप्त किया जा सके। इसके अतिरिक्त, FP मानक के कोण और तापमान को नियंत्रित करके तथा अनुदैर्ध्य मोड अंतराल को बदलकर तरंगदैर्ध्य ट्यूनिंग आउटपुट की एक निश्चित सीमा प्राप्त की जा सकती है। चित्र 7(b) और (c) में एकल अनुदैर्ध्य मोड आउटपुट प्राप्त करने के लिए उपयोग की जाने वाली गैर-समतल रिंग ऑसिलेटर (NPRO) और टॉर्सनल पेंडुलम मोड कैविटी विधि को दर्शाया गया है। इसका कार्य सिद्धांत यह है कि अनुनादक में किरण को एक ही दिशा में प्रसारित किया जाए, जिससे सामान्य स्थिर तरंग कैविटी में विपरीत दिशा में जाने वाले कणों की असमान स्थानिक वितरण को प्रभावी ढंग से समाप्त किया जा सके और इस प्रकार स्थानिक छिद्र जलने के प्रभाव से बचा जा सके और एकल अनुदैर्ध्य मोड आउटपुट प्राप्त किया जा सके। बल्क ब्रैग ग्रेटिंग (वीबीजी) मोड चयन का सिद्धांत पहले उल्लेखित सेमीकंडक्टर और फाइबर नैरो लाइन-विड्थ लेजर के समान है, यानी, वीबीजी को फ़िल्टर तत्व के रूप में उपयोग करके, इसकी अच्छी स्पेक्ट्रल चयनात्मकता और कोण चयनात्मकता के आधार पर, ऑसिलेटर एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य या बैंड पर दोलन करता है ताकि अनुदैर्ध्य मोड चयन की भूमिका प्राप्त की जा सके, जैसा कि चित्र 7(डी) में दिखाया गया है।
साथ ही, अनुदैर्ध्य मोड चयन की सटीकता में सुधार करने, लाइनविड्थ को और कम करने, या गैर-रेखीय आवृत्ति रूपांतरण और अन्य साधनों को लागू करके मोड प्रतिस्पर्धा की तीव्रता बढ़ाने के लिए आवश्यकतानुसार कई अनुदैर्ध्य मोड चयन विधियों को संयोजित किया जा सकता है, और संकीर्ण लाइनविड्थ में संचालन करते हुए लेजर की आउटपुट तरंगदैर्ध्य का विस्तार किया जा सकता है, जो कि करना मुश्किल है।सेमीकंडक्टर लेजरऔरफाइबर लेजर.
(4) ब्रिलौइन लेजर
ब्रिलौइन लेजर कम शोर और संकीर्ण लाइनविड्थ आउटपुट तकनीक प्राप्त करने के लिए उत्तेजित ब्रिलौइन प्रकीर्णन (एसबीएस) प्रभाव पर आधारित है। इसका सिद्धांत फोटॉन और आंतरिक ध्वनिक क्षेत्र की परस्पर क्रिया के माध्यम से स्टोक्स फोटॉन की एक निश्चित आवृत्ति शिफ्ट उत्पन्न करना है, और इसे गेन बैंडविड्थ के भीतर लगातार प्रवर्धित किया जाता है।
चित्र 8 में एसबीएस रूपांतरण का लेवल आरेख और ब्रिलौइन लेजर की मूल संरचना दर्शाई गई है।
ध्वनिक क्षेत्र की कम कंपन आवृत्ति के कारण, पदार्थ का ब्रिलौइन आवृत्ति विस्थापन आमतौर पर केवल 0.1-2 cm⁻¹ होता है, इसलिए 1064 nm लेजर को पंप प्रकाश के रूप में उपयोग करने पर, उत्पन्न स्टोक्स तरंगदैर्ध्य अक्सर लगभग 1064.01 nm ही होता है, लेकिन इसका अर्थ यह भी है कि इसकी क्वांटम रूपांतरण दक्षता अत्यंत उच्च (सैद्धांतिक रूप से 99.99% तक) होती है। इसके अतिरिक्त, क्योंकि माध्यम की ब्रिलौइन लाभ रेखा चौड़ाई आमतौर पर केवल MHz-GHz के क्रम की होती है (कुछ ठोस माध्यमों की ब्रिलौइन लाभ रेखा चौड़ाई केवल लगभग 10 MHz होती है), यह लेजर कार्यकारी पदार्थ की लगभग 100 GHz की लाभ रेखा चौड़ाई से बहुत कम होती है। इसलिए, ब्रिलौइन लेजर में उत्तेजित स्टोक्स तरंगदैर्ध्य गुहा में कई बार प्रवर्धन के बाद स्पष्ट स्पेक्ट्रम संकुचन घटना प्रदर्शित कर सकता है, और इसकी आउटपुट रेखा चौड़ाई पंप रेखा चौड़ाई की तुलना में कई गुना कम होती है। वर्तमान में, ब्रिलौइन लेजर फोटोनिक्स क्षेत्र में अनुसंधान का एक प्रमुख केंद्र बन गया है, और हर्ट्ज और सब-हर्ट्ज़ क्रम के अत्यंत संकीर्ण लाइनविड्थ आउटपुट पर कई रिपोर्टें आई हैं।
हाल के वर्षों में, तरंगमार्ग संरचना वाले ब्रिलौइन उपकरणों ने इस क्षेत्र में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है।माइक्रोवेव फोटोनिक्सऔर लघुकरण, उच्च एकीकरण और उच्चतर रिज़ॉल्यूशन की दिशा में तेजी से विकास कर रहे हैं। इसके अलावा, हीरे जैसी नई क्रिस्टल सामग्री पर आधारित अंतरिक्ष-चालित ब्रिलौइन लेजर ने भी पिछले दो वर्षों में लोगों का ध्यान आकर्षित किया है। वेवगाइड संरचना और कैस्केड एसबीएस बॉटलनेक की शक्ति में इसकी अभिनव सफलता ने ब्रिलौइन लेजर की शक्ति को 10 वाट परिमाण तक पहुंचा दिया है, जिससे इसके अनुप्रयोग के विस्तार की नींव रखी गई है।
सामान्य जंक्शन
अत्याधुनिक ज्ञान की निरंतर खोज के साथ, संकीर्ण लाइनविड्थ वाले लेजर अपने उत्कृष्ट प्रदर्शन के कारण वैज्ञानिक अनुसंधान में एक अपरिहार्य उपकरण बन गए हैं, जैसे कि गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाने के लिए लेजर इंटरफेरोमीटर LIGO, जो एकल-आवृत्ति संकीर्ण लाइनविड्थ का उपयोग करता है।लेज़र1064 एनएम की तरंगदैर्ध्य को सीड स्रोत के रूप में उपयोग करते हुए, सीड प्रकाश की लाइनविड्थ 5 किलोहर्ट्ज़ के भीतर है। इसके अतिरिक्त, तरंगदैर्ध्य को समायोजित करने योग्य और मोड जंप रहित संकीर्ण-चौड़ाई वाले लेज़र भी विशेष रूप से सुसंगत संचार में अपार अनुप्रयोग क्षमता प्रदर्शित करते हैं, जो तरंगदैर्ध्य (या आवृत्ति) समायोजन के लिए तरंगदैर्ध्य विभाजन मल्टीप्लेक्सिंग (डब्ल्यूडीएम) या आवृत्ति विभाजन मल्टीप्लेक्सिंग (एफडीएम) की आवश्यकताओं को पूरी तरह से पूरा कर सकते हैं, और अगली पीढ़ी की मोबाइल संचार प्रौद्योगिकी का मुख्य उपकरण बनने की उम्मीद है।
भविष्य में, लेजर सामग्री और प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी में नवाचार लेजर लाइनविड्थ के संपीड़न, आवृत्ति स्थिरता में सुधार, तरंगदैर्ध्य सीमा के विस्तार और शक्ति में वृद्धि को और बढ़ावा देगा, जिससे मानव के लिए अज्ञात दुनिया की खोज का मार्ग प्रशस्त होगा।
पोस्ट करने का समय: 29 नवंबर 2023