अरुंद रेषा रुंदीचे लेझर तंत्रज्ञान भाग दोन
१९६० मध्ये, जगातील पहिला रुबी लेझर हा एक सॉलिड-स्टेट लेझर होता, जो उच्च आउटपुट ऊर्जा आणि विस्तृत तरंगलांबी व्याप्तीसाठी ओळखला जातो. सॉलिड-स्टेट लेझरच्या अद्वितीय अवकाशीय रचनेमुळे अरुंद लाइनविड्थ आउटपुटच्या डिझाइनमध्ये अधिक लवचिकता येते. सध्या, वापरल्या जाणाऱ्या मुख्य पद्धतींमध्ये शॉर्ट कॅव्हिटी पद्धत, वन-वे रिंग कॅव्हिटी पद्धत, इंट्राकॅव्हिटी स्टँडर्ड पद्धत, टॉर्शन पेंडुलम मोड कॅव्हिटी पद्धत, व्हॉल्यूम ब्रॅग ग्रेटिंग पद्धत आणि सीड इंजेक्शन पद्धत यांचा समावेश आहे.
आकृती 7 मध्ये काही ठराविक सिंगल-लॉन्जिट्यूडिनल मोड सॉलिड-स्टेट लेझर्सची रचना दर्शविली आहे.
आकृती ७(अ) मध्ये इन-कॅव्हिटी एफपी स्टँडर्डवर आधारित एकल अनुदैर्ध्य मोड निवडीचे कार्यतत्त्व दाखवले आहे, म्हणजेच, स्टँडर्डच्या अरुंद लाइनविड्थ ट्रान्समिशन स्पेक्ट्रमचा वापर इतर अनुदैर्ध्य मोड्सचे नुकसान वाढवण्यासाठी केला जातो, जेणेकरून इतर अनुदैर्ध्य मोड्स त्यांच्या कमी पारगम्यतेमुळे मोड स्पर्धेच्या प्रक्रियेत फिल्टर केले जातात, आणि अशाप्रकारे एकल अनुदैर्ध्य मोड ऑपरेशन साध्य केले जाते. याव्यतिरिक्त, एफपी स्टँडर्डचा कोन आणि तापमान नियंत्रित करून आणि अनुदैर्ध्य मोड मध्यांतर बदलून तरंगलांबी ट्यूनिंग आउटपुटची एक विशिष्ट श्रेणी मिळवता येते. आकृती ७(ब) आणि (क) मध्ये एकल अनुदैर्ध्य मोड आउटपुट मिळवण्यासाठी वापरलेली नॉन-प्लेनर रिंग ऑसिलेटर (NPRO) आणि टॉर्शनल पेंडुलम मोड कॅव्हिटी पद्धत दाखवली आहे. याचे कार्यतत्त्व म्हणजे रेझोनेटरमध्ये बीमला एकाच दिशेने प्रसारित करणे, सामान्य स्टँडिंग वेव्ह कॅव्हिटीमधील उलट्या कणांच्या संख्येचे असमान स्थानिक वितरण प्रभावीपणे दूर करणे, आणि अशाप्रकारे स्थानिक होल बर्निंग प्रभावाचा परिणाम टाळून एकल अनुदैर्ध्य मोड आउटपुट साध्य करणे. बल्क ब्रॅग ग्रेटिंग (VBG) मोड निवडीचे तत्व हे पूर्वी उल्लेख केलेल्या सेमीकंडक्टर आणि फायबर नॅरो लाइन-विड्थ लेझर्ससारखेच आहे, म्हणजेच, VBG चा फिल्टर घटक म्हणून वापर करून, त्याच्या चांगल्या स्पेक्ट्रल सिलेक्टिव्हिटी आणि अँगल सिलेक्टिव्हिटीच्या आधारावर, ऑसिलेटर एका विशिष्ट तरंगलांबी किंवा बँडवर दोलन करतो जेणेकरून लॉंगिट्यूडिनल मोड निवडीची भूमिका साध्य करता येईल, जसे की आकृती 7(d) मध्ये दाखवले आहे.
त्याच वेळी, गरजेनुसार अनेक अनुदैर्ध्य मोड निवड पद्धती एकत्र करून अनुदैर्ध्य मोड निवडीची अचूकता सुधारता येते, लाइनविड्थ आणखी कमी करता येते, किंवा नॉनलाइनर फ्रिक्वेन्सी ट्रान्सफॉर्मेशन आणि इतर साधनांचा वापर करून मोड स्पर्धेची तीव्रता वाढवता येते, आणि कमी लाइनविड्थमध्ये काम करत असताना लेझरची आउटपुट वेव्हलेंथ वाढवता येते, जे करणे कठीण आहे.सेमीकंडक्टर लेझरआणिफायबर लेझर.
(4) ब्रिलुइन लेझर
ब्रिलुइन लेसर हे कमी आवाज आणि अरुंद लाइनविड्थ आउटपुट तंत्रज्ञान मिळवण्यासाठी स्टिम्युलेटेड ब्रिलुइन स्कॅटरिंग (SBS) प्रभावावर आधारित आहे. याचे तत्त्व असे आहे की, फोटॉन आणि अंतर्गत ध्वनिक क्षेत्राच्या परस्परक्रियेद्वारे स्टोक्स फोटॉनमध्ये एक विशिष्ट फ्रिक्वेन्सी शिफ्ट निर्माण होते आणि गेन बँडविड्थमध्ये त्याचे सतत प्रवर्धन केले जाते.
आकृती 8 मध्ये एसबीएस रूपांतरणाचा स्तर आकृती आणि ब्रिलुइन लेसरची मूलभूत रचना दर्शविली आहे.
ध्वनिक क्षेत्राच्या कमी कंपन वारंवारतेमुळे, पदार्थाचे ब्रिलुइन वारंवारता शिफ्ट सहसा फक्त ०.१-२ सेमी⁻¹ असते, त्यामुळे १०६४ एनएम लेसर पंप प्रकाश म्हणून वापरल्यास, निर्माण होणारी स्टोक्स तरंगलांबी बहुतेकदा फक्त १०६४.०१ एनएम असते, परंतु याचा अर्थ असाही होतो की त्याची क्वांटम रूपांतरण कार्यक्षमता अत्यंत उच्च असते (सैद्धांतिकदृष्ट्या ९९.९९% पर्यंत). याव्यतिरिक्त, माध्यमाची ब्रिलुइन गेन लाइनविड्थ सहसा फक्त मेगाहर्ट्झ-गिगाहर्ट्झच्या श्रेणीतील असते (काही घन माध्यमांची ब्रिलुइन गेन लाइनविड्थ फक्त सुमारे १० मेगाहर्ट्झ असते), जी लेसरच्या कार्यकारी पदार्थाच्या १०० गिगाहर्ट्झच्या श्रेणीतील गेन लाइनविड्थपेक्षा खूपच कमी असते, त्यामुळे, ब्रिलुइन लेसरमध्ये उत्तेजित झालेला स्टोक्स, कॅव्हिटीमध्ये अनेक पटींनी प्रवर्धन झाल्यानंतर स्पष्ट स्पेक्ट्रम संकुचित होण्याची घटना दर्शवू शकतो, आणि त्याची आउटपुट लाइनविड्थ पंप लाइनविड्थपेक्षा अनेक पटींनी अरुंद असते. सध्या, ब्रिलुइन लेझर हे फोटोनिक्स क्षेत्रातील संशोधनाचे एक प्रमुख केंद्र बनले आहे, आणि हर्ट्झ (Hz) व सब-हर्ट्झ (sub-Hz) श्रेणीतील अत्यंत अरुंद लाइनविड्थ आउटपुटवर अनेक अहवाल आले आहेत.
अलिकडच्या वर्षांत, या क्षेत्रात वेव्हगाईड संरचनेसह ब्रिलुइन उपकरणे उदयास आली आहेत.मायक्रोवेव्ह फोटोनिक्सआणि लघुकरण, उच्च एकात्मता आणि उच्च रिझोल्यूशनच्या दिशेने वेगाने विकसित होत आहेत. याव्यतिरिक्त, गेल्या दोन वर्षांत हिऱ्यासारख्या नवीन क्रिस्टल सामग्रीवर आधारित अंतराळात चालणारा ब्रिलुइन लेझर देखील लोकांच्या नजरेत आला आहे, ज्याने वेव्हगाईड संरचनेची शक्ती आणि कॅस्केड एसबीएस अडथळ्यामध्ये नाविन्यपूर्ण यश मिळवून ब्रिलुइन लेझरची शक्ती १० वॅटच्या पटीत वाढवली आहे, ज्यामुळे त्याच्या वापराच्या विस्तारासाठी पाया घातला गेला आहे.
जनरल जंक्शन
अत्याधुनिक ज्ञानाच्या सततच्या शोधामुळे, अरुंद लाइनविड्थ असलेले लेझर्स त्यांच्या उत्कृष्ट कामगिरीमुळे वैज्ञानिक संशोधनात एक अपरिहार्य साधन बनले आहेत. उदाहरणार्थ, गुरुत्वीय लहरींच्या शोधासाठी वापरला जाणारा लायगो (LIGO) लेझर इंटरफेरोमीटर, जो एकल-फ्रिक्वेन्सी अरुंद लाइनविड्थचा वापर करतो.लेझर१०६४ एनएम तरंगलांबीचा सीड सोर्स म्हणून वापर केला जातो आणि सीड लाईटची लाईनविड्थ ५ किलोहर्ट्झच्या आत असते. याव्यतिरिक्त, तरंगलांबी ट्यून करण्यायोग्य आणि मोड जंप नसलेले नॅरो-विड्थ लेझर्स देखील मोठी उपयोजन क्षमता दर्शवतात, विशेषतः कोहेरेंट कम्युनिकेशन्समध्ये. हे वेव्हलेंथ डिव्हिजन मल्टिप्लेक्सिंग (WDM) किंवा फ्रिक्वेन्सी डिव्हिजन मल्टिप्लेक्सिंग (FDM) च्या तरंगलांबी (किंवा फ्रिक्वेन्सी) ट्यूनेबिलिटीच्या गरजा उत्तम प्रकारे पूर्ण करू शकतात आणि पुढील पिढीच्या मोबाईल कम्युनिकेशन तंत्रज्ञानाचे मुख्य उपकरण बनण्याची अपेक्षा आहे.
भविष्यात, लेझर सामग्री आणि प्रक्रिया तंत्रज्ञानातील नवनवीन शोधामुळे लेझर लाइनविड्थचे संकुचन, वारंवारता स्थिरतेत सुधारणा, तरंगलांबीच्या श्रेणीचा विस्तार आणि शक्तीमध्ये सुधारणा यांना अधिक चालना मिळेल, ज्यामुळे मानवाला अज्ञात जगाच्या शोधाचा मार्ग मोकळा होईल.
पोस्ट करण्याची वेळ: २९ नोव्हेंबर २०२३