संकीर्ण लाइनविड्थ लेजर प्रौद्योगिकी भाग दो

संकीर्ण लाइनविड्थ लेजर प्रौद्योगिकी भाग दो

(3)ठोस अवस्था लेजर

1960 में, दुनिया का पहला रूबी लेजर एक ठोस अवस्था वाला 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, कार्यान्वित की जाने वाली मुख्य विधियों में लघु गुहा विधि, एक तरफा रिंग गुहा विधि, इंट्राकैविटी मानक विधि, मरोड़ पेंडुलम मोड गुहा विधि, वॉल्यूम ब्रैग ग्रेटिंग विधि और बीज इंजेक्शन विधि शामिल हैं।

चित्र 7 में कई विशिष्ट एकल-अनुदैर्घ्य मोड ठोस-अवस्था लेज़रों की संरचना दर्शाई गई है।

चित्र 7(a) इन-कैविटी FP 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 को उनके छोटे संप्रेषण के कारण मोड प्रतियोगिता प्रक्रिया में फ़िल्टर किया जा सके, ताकि एकल अनुदैर्ध्य मोड संचालन को प्राप्त किया जा सके। इसके अलावा, FP 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। चित्र 7(b) और (c) गैर-प्लानर रिंग ऑसिलेटर (NPRO) और टॉर्सनल पेंडुलम मोड कैविटी विधि को दिखाते हैं जिसका उपयोग एकल अनुदैर्ध्य मोड आउटपुट प्राप्त करने के लिए किया जाता है। कार्य सिद्धांत किरण को अनुनादक में एक ही दिशा में प्रसारित करना है, साधारण खड़ी तरंग गुहा में उलटे कणों की संख्या के असमान स्थानिक वितरण को प्रभावी ढंग से समाप्त करना है, और इस प्रकार एकल अनुदैर्ध्य मोड आउटपुट प्राप्त करने के लिए स्थानिक छेद जलने के प्रभाव से बचना है। 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 तरंग दैर्ध्य या बैंड पर दोलन करता है, जैसा कि चित्र 7 (डी) में दिखाया गया है।
इसी समय, अनुदैर्ध्य मोड चयन सटीकता में सुधार करने, लाइनविड्थ को और अधिक संकीर्ण करने, या गैर-रेखीय आवृत्ति परिवर्तन और अन्य साधनों को शुरू करके मोड प्रतियोगिता की तीव्रता को बढ़ाने और संकीर्ण लाइनविड्थ में संचालन करते समय लेजर के आउटपुट तरंग दैर्ध्य का विस्तार करने के लिए कई अनुदैर्ध्य मोड चयन विधियों को आवश्यकतानुसार जोड़ा जा सकता है, जो कि करना मुश्किल है।अर्धचालक लेजरऔरफाइबर लेजर.

(4) ब्रिलौइन लेजर

ब्रिलोइन लेजर कम शोर, संकीर्ण लाइनविड्थ आउटपुट प्रौद्योगिकी प्राप्त करने के लिए उत्तेजित ब्रिलोइन बिखराव (एसबीएस) प्रभाव पर आधारित है, इसका सिद्धांत फोटॉन और आंतरिक ध्वनिक क्षेत्र के माध्यम से स्टोक्स फोटॉनों की एक निश्चित आवृत्ति शिफ्ट का उत्पादन करना है, और लाभ बैंडविड्थ के भीतर लगातार बढ़ाया जाता 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, सामग्री का ब्रिलॉइन आवृत्ति बदलाव आमतौर पर केवल 0.1-2 सेमी -1 होता 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 का ब्रिलॉइन लाभ लाइनविड्थ आमतौर पर केवल MHZ-ghz के क्रम का होता है (कुछ ठोस मीडिया का ब्रिलॉइन लाभ लाइनविड्थ केवल 10 मेगाहर्ट्ज है), यह 100 गीगाहर्ट्ज के क्रम के लेजर काम करने वाले पदार्थ के लाभ लाइनविड्थ से बहुत कम है, इसलिए, ब्रिलॉइन लेजर में उत्तेजित स्टोक्स गुहा में कई प्रवर्धन के बाद स्पष्ट स्पेक्ट्रम संकीर्णता 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 प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में उभरे हैं।माइक्रोवेव फोटोनिक्स, और लघुकरण, उच्च एकीकरण और उच्च संकल्प की दिशा में तेजी से विकास कर रहे हैं। इसके अलावा, हीरे जैसे नए क्रिस्टल पदार्थों पर आधारित अंतरिक्ष में चलने वाला ब्रिलौइन लेजर भी पिछले दो वर्षों में लोगों की नज़रों में आया है, वेवगाइड संरचना की शक्ति और कैस्केड एसबीएस अड़चन में इसकी अभिनव सफलता, ब्रिलौइन लेजर की शक्ति 10 डब्ल्यू परिमाण तक, इसके अनुप्रयोग के विस्तार की नींव रखी।
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 लेजर का उपयोग करता है।लेज़रबीज स्रोत के रूप में 1064 एनएम की तरंग दैर्ध्य के साथ, और बीज प्रकाश की रेखा चौड़ाई 5 kHz के भीतर है। इसके अलावा, तरंग दैर्ध्य ट्यूनेबल और नो मोड जंप के साथ संकीर्ण-चौड़ाई वाले लेजर भी महान अनुप्रयोग क्षमता दिखाते हैं, विशेष रूप से सुसंगत संचार में, जो तरंग दैर्ध्य (या आवृत्ति) ट्यूनेबिलिटी के लिए तरंग दैर्ध्य विभाजन मल्टीप्लेक्सिंग (WDM) या आवृत्ति विभाजन मल्टीप्लेक्सिंग (FDM) की जरूरतों को पूरी तरह से पूरा कर सकता है, और अगली पीढ़ी के मोबाइल संचार प्रौद्योगिकी का मुख्य उपकरण बनने की उम्मीद है।
भविष्य में, लेजर सामग्री और प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी के नवाचार से लेजर लाइनविड्थ के संपीड़न, आवृत्ति स्थिरता में सुधार, तरंग दैर्ध्य रेंज का विस्तार और शक्ति में सुधार को बढ़ावा मिलेगा, जिससे अज्ञात दुनिया के मानव अन्वेषण का मार्ग प्रशस्त होगा।