संकीर्ण लाइनविड्थ लेजर प्रौद्योगिकी भाग दो

संकीर्ण लाइनविड्थ लेजर प्रौद्योगिकी भाग दो

(3)ठोस अवस्था लेजर

1960 में, दुनिया का पहला रूबी लेज़र एक सॉलिड-स्टेट लेज़र था, जिसकी विशेषता उच्च आउटपुट ऊर्जा और व्यापक तरंगदैर्ध्य कवरेज थी। सॉलिड-स्टेट लेज़र की अनूठी स्थानिक संरचना इसे संकीर्ण लाइन-चौड़ाई आउटपुट डिज़ाइन में अधिक लचीला बनाती है। वर्तमान में, लागू की जाने वाली मुख्य विधियों में लघु गुहा विधि, एक-तरफ़ा वलय गुहा विधि, अंतःगुहा मानक विधि, मरोड़ पेंडुलम मोड गुहा विधि, आयतन 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(a) इन-कैविटी FP मानक पर आधारित एकल अनुदैर्ध्य विधा चयन के कार्य सिद्धांत को दर्शाता है, अर्थात्, मानक के संकीर्ण लाइनविड्थ संचरण स्पेक्ट्रम का उपयोग अन्य अनुदैर्ध्य विधाओं की हानि को बढ़ाने के लिए किया जाता है, ताकि अन्य अनुदैर्ध्य विधाएँ अपने छोटे संचरण के कारण विधा प्रतियोगिता प्रक्रिया में फ़िल्टर हो जाएँ, जिससे एकल अनुदैर्ध्य विधा संचालन प्राप्त हो सके। इसके अतिरिक्त, FP मानक के कोण और तापमान को नियंत्रित करके और अनुदैर्ध्य विधा अंतराल को बदलकर तरंगदैर्ध्य ट्यूनिंग आउटपुट की एक निश्चित सीमा प्राप्त की जा सकती है। चित्र 7(b) और (c) एकल अनुदैर्ध्य विधा आउटपुट प्राप्त करने के लिए उपयोग किए जाने वाले गैर-समतलीय वलय दोलक (NPRO) और मरोड़ पेंडुलम विधा गुहा विधि को दर्शाते हैं। कार्य सिद्धांत अनुनादक में किरण को एक ही दिशा में प्रसारित करना है, जिससे साधारण स्थिर तरंग गुहा में उलटे कणों की संख्या के असमान स्थानिक वितरण को प्रभावी ढंग से समाप्त किया जा सके, और इस प्रकार स्थानिक छिद्र दहन प्रभाव के प्रभाव से बचकर एकल अनुदैर्ध्य विधा आउटपुट प्राप्त किया जा सके। बल्क ब्रैग ग्रेटिंग (वीबीजी) मोड चयन का सिद्धांत पहले उल्लेखित अर्धचालक और फाइबर संकीर्ण लाइन-चौड़ाई वाले लेजर के समान है, अर्थात, वीबीजी को एक फिल्टर तत्व के रूप में उपयोग करके, इसकी अच्छी वर्णक्रमीय चयनात्मकता और कोण चयनात्मकता के आधार पर, दोलक अनुदैर्ध्य मोड चयन की भूमिका को प्राप्त करने के लिए एक विशिष्ट तरंगदैर्ध्य या बैंड पर दोलन करता है, जैसा कि चित्र 7(डी) में दिखाया गया है।
साथ ही, अनुदैर्ध्य मोड चयन सटीकता में सुधार करने, लाइनविड्थ को और संकीर्ण करने, या गैर-रैखिक आवृत्ति परिवर्तन और अन्य तरीकों को पेश करके मोड प्रतिस्पर्धा तीव्रता में वृद्धि करने, और संकीर्ण लाइनविड्थ में संचालन करते समय लेजर के आउटपुट तरंगदैर्ध्य का विस्तार करने के लिए कई अनुदैर्ध्य मोड चयन विधियों को आवश्यकतानुसार संयोजित किया जा सकता है, जो कि करना मुश्किल है।अर्धचालक लेजरऔरफाइबर लेज़रों.

(4) ब्रिलॉइन लेजर

ब्रिलौइन लेजर कम शोर, संकीर्ण लाइनविड्थ आउटपुट प्रौद्योगिकी प्राप्त करने के लिए उत्तेजित ब्रिलौइन बिखराव (एसबीएस) प्रभाव पर आधारित है, इसका सिद्धांत फोटॉन और आंतरिक ध्वनिक क्षेत्र इंटरैक्शन के माध्यम से स्टोक्स फोटॉनों की एक निश्चित आवृत्ति शिफ्ट का उत्पादन करना है, और लाभ बैंडविड्थ के भीतर लगातार प्रवर्धित होता है।

चित्र 8 में एसबीएस रूपांतरण का स्तर आरेख और ब्रिलोइन लेजर की मूल संरचना दर्शाई गई है।

ध्वनिक क्षेत्र की कम कंपन आवृत्ति के कारण, पदार्थ का ब्रिलॉइन आवृत्ति विस्थापन आमतौर पर केवल 0.1-2 सेमी-1 होता है, इसलिए पंप प्रकाश के रूप में 1064 एनएम लेजर के साथ, उत्पन्न स्टोक्स तरंगदैर्ध्य अक्सर केवल लगभग 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 का ब्रिलॉइन लाभ लाइनविड्थ आमतौर पर केवल MHZ-ghz के क्रम का होता है (कुछ ठोस मीडिया का ब्रिलॉइन लाभ लाइनविड्थ केवल लगभग 10 मेगाहर्ट्ज होता है), यह 100 गीगाहर्ट्ज के क्रम के लेजर कार्यशील पदार्थ के लाभ लाइनविड्थ से बहुत कम है, इसलिए, ब्रिलॉइन लेजर में उत्तेजित स्टोक्स गुहा में कई प्रवर्धन के बाद स्पष्ट स्पेक्ट्रम संकुचन घटना दिखा सकता है वर्तमान में, ब्रिलौइन लेजर फोटोनिक्स क्षेत्र में एक शोध 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 ब्रिलॉइन उपकरण इस क्षेत्र में उभरे हैंमाइक्रोवेव फोटोनिक्स, और लघुकरण, उच्च एकीकरण और उच्च विभेदन की दिशा में तेज़ी से विकसित हो रहे हैं। इसके अलावा, हीरे जैसे नए क्रिस्टल पदार्थों पर आधारित अंतरिक्ष-संचालित ब्रिलॉइन लेज़र भी पिछले दो वर्षों में लोगों की नज़रों में आया है। वेवगाइड संरचना की शक्ति और कैस्केड एसबीएस अड़चन में इसकी अभिनव सफलता, ब्रिलॉइन लेज़र की शक्ति को 10 वाट परिमाण तक बढ़ाकर, इसके अनुप्रयोग के विस्तार की नींव रखी गई है।
सामान्य जंक्शन
अत्याधुनिक ज्ञान के निरंतर अन्वेषण के साथ, संकीर्ण लाइनविड्थ लेजर अपने उत्कृष्ट प्रदर्शन के साथ वैज्ञानिक अनुसंधान में एक अपरिहार्य उपकरण बन गए हैं, जैसे कि गुरुत्वाकर्षण तरंग का पता लगाने के लिए लेजर इंटरफेरोमीटर LIGO, जो एकल-आवृत्ति संकीर्ण लाइनविड्थ का उपयोग करता हैलेज़रबीज स्रोत के रूप में 1064 नैनोमीटर तरंगदैर्ध्य के साथ, और बीज प्रकाश की रेखा-चौड़ाई 5 kHz के भीतर होती है। इसके अलावा, तरंगदैर्ध्य ट्यूनेबल और बिना मोड जंप वाले संकीर्ण-चौड़ाई वाले लेज़र भी, विशेष रूप से सुसंगत संचार में, बड़ी अनुप्रयोग क्षमता प्रदर्शित करते हैं, जो तरंगदैर्ध्य (या आवृत्ति) ट्यूनेबिलिटी के लिए तरंगदैर्ध्य विभाजन बहुसंकेतन (WDM) या आवृत्ति विभाजन बहुसंकेतन (FDM) की आवश्यकताओं को पूरी तरह से पूरा कर सकते हैं, और उम्मीद है कि यह अगली पीढ़ी की मोबाइल संचार तकनीक का मुख्य उपकरण बन जाएगा।
भविष्य में, लेजर सामग्री और प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी के नवाचार से लेजर लाइनविड्थ के संपीड़न, आवृत्ति स्थिरता में सुधार, तरंगदैर्ध्य रेंज का विस्तार और शक्ति में सुधार को बढ़ावा मिलेगा, जिससे अज्ञात दुनिया के मानव अन्वेषण का मार्ग प्रशस्त होगा।