अरुंद रेषा रुंदी लेसर तंत्रज्ञान भाग दोन

अरुंद रेषा रुंदी लेसर तंत्रज्ञान भाग दोन

(३)सॉलिड स्टेट लेसर

1960 मध्ये, जगातील पहिले रुबी लेसर हे सॉलिड-स्टेट लेसर होते, जे उच्च उत्पादन ऊर्जा आणि विस्तीर्ण तरंगलांबी कव्हरेजद्वारे वैशिष्ट्यीकृत होते. सॉलिड-स्टेट लेसरची अनोखी अवकाशीय रचना अरुंद लाइनविड्थ आउटपुटच्या डिझाइनमध्ये अधिक लवचिक बनवते. सध्या, अंमलात आणलेल्या मुख्य पद्धतींमध्ये लहान पोकळी पद्धत, एकमार्गी रिंग पोकळी पद्धत, इंट्राकॅव्हिटी मानक पद्धत, टॉर्शन पेंडुलम मोड पोकळी पद्धत, व्हॉल्यूम ब्रॅग ग्रेटिंग पद्धत आणि बीज इंजेक्शन पद्धत समाविष्ट आहे.

आकृती 7 अनेक ठराविक एकल-रेखांशाचा मोड सॉलिड-स्टेट लेसरची रचना दर्शविते.

आकृती 7(a) इन-कॅव्हिटी FP मानकाच्या आधारे सिंगल रेखांशाचा मोड निवडण्याचे कार्य तत्त्व दर्शविते, म्हणजेच, स्टँडर्डचा अरुंद लाइनविड्थ ट्रान्समिशन स्पेक्ट्रम इतर रेखांशाच्या मोडचे नुकसान वाढवण्यासाठी वापरला जातो, जेणेकरून इतर रेखांशाचा मोड एकल अनुदैर्ध्य मोड ऑपरेशन साध्य करण्यासाठी, त्यांच्या लहान ट्रान्समिटन्समुळे मोड स्पर्धा प्रक्रियेत फिल्टर केले जातात. याव्यतिरिक्त, FP मानकाचे कोन आणि तापमान नियंत्रित करून आणि रेखांशाचा मोड मध्यांतर बदलून तरंगलांबी ट्युनिंग आउटपुटची एक विशिष्ट श्रेणी मिळवता येते. अंजीर. 7(b) आणि (c) नॉन-प्लॅनर रिंग ऑसिलेटर (NPRO) आणि एकल अनुदैर्ध्य मोड आउटपुट मिळविण्यासाठी वापरलेली टॉर्सनल पेंडुलम मोड पोकळी पद्धत दर्शविते. रेझोनेटरमध्ये बीमचा एकाच दिशेने प्रसार करणे, सामान्य उभ्या असलेल्या लहरी पोकळीतील उलट कणांच्या संख्येचे असमान अवकाशीय वितरण प्रभावीपणे दूर करणे आणि अशा प्रकारे स्थानिक छिद्र ज्वलनाचा प्रभाव टाळणे हे कार्याचे तत्त्व आहे. सिंगल रेखांशाचा मोड आउटपुट. बल्क ब्रॅग ग्रेटिंग (VBG) मोड निवडीचे सिद्धांत आधी नमूद केलेल्या सेमीकंडक्टर आणि फायबर अरुंद रेषा-रुंदीच्या लेसर प्रमाणेच आहे, म्हणजेच VBG चा फिल्टर घटक म्हणून वापर करून, त्याच्या चांगल्या वर्णक्रमीय निवडकता आणि कोन निवडकतेवर आधारित, ऑसिलेटर आकृतीमध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, अनुदैर्ध्य मोड निवडीची भूमिका साध्य करण्यासाठी विशिष्ट तरंगलांबी किंवा बँडवर दोलन करते 7(d).
त्याच वेळी, रेखांशाचा मोड निवड अचूकता सुधारण्यासाठी, रेषा रुंदी आणखी संकुचित करण्यासाठी किंवा नॉनलाइनर फ्रिक्वेंसी ट्रान्सफॉर्मेशन आणि इतर माध्यमांचा परिचय करून मोड स्पर्धा तीव्रता वाढवण्यासाठी आणि आउटपुट तरंगलांबी वाढवण्यासाठी अनेक अनुदैर्ध्य मोड निवड पद्धती आवश्यकतेनुसार एकत्र केल्या जाऊ शकतात. लेसर एका अरुंद रेषेत काम करत असताना, ज्यासाठी करणे कठीण आहेसेमीकंडक्टर लेसरआणिफायबर लेसर.

(4) Brillouin लेसर

ब्रिल्युइन लेसर कमी आवाज, अरुंद लाइनविड्थ आउटपुट तंत्रज्ञान मिळविण्यासाठी उत्तेजित ब्रिल्युइन स्कॅटरिंग (एसबीएस) प्रभावावर आधारित आहे, त्याचे तत्त्व फोटॉन आणि अंतर्गत ध्वनिक क्षेत्राच्या परस्परसंवादाद्वारे स्टोक्स फोटॉनची विशिष्ट वारंवारता शिफ्ट तयार करण्यासाठी आहे आणि सतत विस्तारित केले जाते. बँडविड्थ मिळवा.

आकृती 8 SBS रूपांतरणाचे स्तर आकृती आणि ब्रिल्युइन लेसरची मूलभूत रचना दर्शविते.

ध्वनिक क्षेत्राच्या कमी कंपन वारंवारतेमुळे, सामग्रीची ब्रिल्युइन वारंवारता शिफ्ट सामान्यतः फक्त 0.1-2 सेमी-1 असते, म्हणून पंप लाइट म्हणून 1064 एनएम लेसरसह, निर्माण होणारी स्टोक्स तरंगलांबी बहुतेक वेळा केवळ 1064.01 एनएम असते, परंतु याचा अर्थ असा की त्याची क्वांटम रूपांतरण कार्यक्षमता अत्यंत उच्च आहे (99.99% पर्यंत सिद्धांततः). याव्यतिरिक्त, माध्यमाची ब्रिल्युइन गेन लाइनविड्थ सामान्यत: फक्त MHZ-GHz च्या क्रमानुसार असते (काही सॉलिड मीडियाची ब्रिलोइन गेन लाइनविड्थ फक्त 10 मेगाहर्ट्झ असते), ती लेसर कार्यरत पदार्थाच्या गेन लाइनविड्थपेक्षा खूपच कमी असते. 100 GHz च्या क्रमाने, त्यामुळे, ब्रिल्युइन लेसरमध्ये उत्तेजित स्टोक्स स्पष्ट स्पेक्ट्रम अरुंद दर्शवू शकतात पोकळीतील एकाधिक प्रवर्धनानंतरची घटना, आणि तिची आउटपुट लाइन रुंदी पंप लाइनच्या रुंदीपेक्षा कमी परिमाणाच्या अनेक ऑर्डर आहे. सध्या, ब्रिल्युइन लेसर हे फोटोनिक्स क्षेत्रातील संशोधनाचे हॉटस्पॉट बनले आहे आणि अत्यंत अरुंद रेषाविड्थ आउटपुटच्या Hz आणि sub-Hz ऑर्डरवर अनेक अहवाल आले आहेत.

अलिकडच्या वर्षांत, वेव्हगाइड संरचना असलेली ब्रिल्युइन उपकरणे या क्षेत्रात उदयास आली आहेतमायक्रोवेव्ह फोटोनिक्स, आणि लघुकरण, उच्च एकत्रीकरण आणि उच्च रिझोल्यूशनच्या दिशेने वेगाने विकसित होत आहेत. याशिवाय, हिऱ्यासारख्या नवीन क्रिस्टल मटेरियलवर आधारित स्पेस-रनिंग ब्रिल्युइन लेसरने देखील लोकांच्या दृष्टीकोनातून गेल्या दोन वर्षांत प्रवेश केला आहे, वेव्हगाइड संरचना आणि कॅस्केड एसबीएस बॉटलनेकच्या सामर्थ्यात नाविन्यपूर्ण यश, ब्रिल्युइन लेसरची शक्ती. 10 W च्या परिमाणापर्यंत, त्याच्या अनुप्रयोगाचा विस्तार करण्यासाठी पाया घालणे.
सामान्य जंक्शन
अत्याधुनिक ज्ञानाच्या सततच्या शोधामुळे, अरुंद रेषाविड्थ लेझर त्यांच्या उत्कृष्ट कार्यक्षमतेसह वैज्ञानिक संशोधनात एक अपरिहार्य साधन बनले आहेत, जसे की गुरुत्वीय लहरी शोधण्यासाठी लेसर इंटरफेरोमीटर LIGO, जे एकल-वारंवारता अरुंद रेषेचा वापर करते.लेसरबियाणे स्त्रोत म्हणून 1064 nm च्या तरंगलांबीसह, आणि बियाण्याच्या प्रकाशाची रेषा 5 kHz च्या आत आहे. याशिवाय, तरंगलांबी ट्यून करण्यायोग्य आणि मोड जंप नसलेले अरुंद-रुंदीचे लेसर देखील उत्तम अनुप्रयोग क्षमता दर्शवतात, विशेषत: सुसंगत संप्रेषणांमध्ये, जे तरंगलांबी (किंवा वारंवारता विभागणी मल्टिप्लेक्सिंग (WDM) किंवा फ्रिक्वेन्सी डिव्हिजन मल्टिप्लेक्सिंग (FDM) च्या गरजा पूर्ण करू शकतात. ) ट्युनेबिलिटी, आणि मोबाइल कम्युनिकेशन तंत्रज्ञानाच्या पुढील पिढीचे मुख्य साधन बनण्याची अपेक्षा आहे.
भविष्यात, लेसर सामग्री आणि प्रक्रिया तंत्रज्ञानाच्या नावीन्यपूर्णतेमुळे लेसर लाइनविड्थचे कॉम्प्रेशन, वारंवारता स्थिरता सुधारणे, तरंगलांबी श्रेणीचा विस्तार आणि शक्ती सुधारणे, अज्ञात जगाच्या मानवी शोधाचा मार्ग मोकळा होईल.