२० फेमटोसेकंदांपेक्षा कमी दृश्यमान प्रकाशट्यून करण्यायोग्य स्पंदित लेसर स्रोत
अलीकडेच, यूकेमधील एका संशोधन पथकाने एक नाविन्यपूर्ण अभ्यास प्रकाशित केला, ज्यामध्ये त्यांनी २० फेमटोसेकंदांपेक्षा कमी ट्यून करण्यायोग्य मेगावॅट-स्तरीय दृश्यमान प्रकाश ट्यून करण्यायोग्य विकसित केल्याची घोषणा केली.स्पंदित लेसर स्रोत. हा स्पंदित लेसर स्रोत, अल्ट्राफास्टफायबर लेसरही प्रणाली ट्यून करण्यायोग्य तरंगलांबी, अल्ट्रा-शॉर्ट कालावधी, 39 नॅनोज्युलपर्यंतची ऊर्जा आणि 2 मेगावॅटपेक्षा जास्त कमाल शक्ती असलेले पल्स निर्माण करण्यास सक्षम आहे, ज्यामुळे अल्ट्राफास्ट स्पेक्ट्रोस्कोपी, जैविक इमेजिंग आणि औद्योगिक प्रक्रिया यासारख्या क्षेत्रांसाठी अगदी नवीन अनुप्रयोग संधी उघडल्या जातात.
या तंत्रज्ञानाचे मुख्य आकर्षण म्हणजे दोन अत्याधुनिक पद्धतींचे संयोजन: “गेन-मॅनेज्ड नॉनलाइनर अॅम्प्लिफिकेशन (GMNA)” आणि “रेझोनंट डिस्पर्सिव्ह वेव्ह (RDW) उत्सर्जन”. पूर्वी, अशा उच्च-कार्यक्षमता ट्यून करण्यायोग्य अल्ट्राशॉर्ट पल्स मिळविण्यासाठी, महागडे आणि जटिल टायटॅनियम-नीलम लेसर किंवा ऑप्टिकल पॅरामीट्रिक अॅम्प्लिफायर आवश्यक होते. ही उपकरणे केवळ महाग, अवजड आणि देखभाल करणे कठीण नव्हते, तर कमी पुनरावृत्ती दर आणि ट्यूनिंग श्रेणींमुळे देखील मर्यादित होती. यावेळी विकसित केलेले ऑल-फायबर सोल्यूशन केवळ सिस्टम आर्किटेक्चरला लक्षणीयरीत्या सोपे करत नाही तर खर्च आणि जटिलता देखील मोठ्या प्रमाणात कमी करते. ते 4.8 मेगाहर्ट्झच्या उच्च पुनरावृत्ती वारंवारतेवर 400 ते 700 नॅनोमीटर आणि त्याहून अधिक उच्च-पॉवर पल्सपर्यंत ट्यून करण्यायोग्य, सब-20 फेमटोसेकंदची थेट निर्मिती सक्षम करते. संशोधन पथकाने अचूकपणे डिझाइन केलेल्या सिस्टम आर्किटेक्चरद्वारे हे यश मिळवले. प्रथम, त्यांनी बियाणे स्रोत म्हणून नॉनलाइनर अॅम्प्लिफिकेशन रिंग मिरर (NALM) वर आधारित पूर्णपणे ध्रुवीकरण-संरक्षण मोड-लॉक केलेले यटरबियम फायबर ऑसिलेटर वापरले. ही रचना केवळ प्रणालीची दीर्घकालीन स्थिरता सुनिश्चित करत नाही तर भौतिक संतृप्त शोषकांच्या क्षय समस्या देखील टाळते. प्री-एम्प्लीफिकेशन आणि पल्स कॉम्प्रेशन नंतर, बियाण्याच्या डाळी GMNA टप्प्यात आणल्या जातात. GMNA स्पेक्ट्रल ब्रॉडनिंग साध्य करण्यासाठी ऑप्टिकल फायबरमध्ये सेल्फ-फेज मॉड्युलेशन आणि अनुदैर्ध्य असममित लाभ वितरणाचा वापर करते आणि जवळजवळ परिपूर्ण रेषीय किरपसह अल्ट्राशॉर्ट डाळी निर्माण करते, जे शेवटी ग्रेटिंग जोड्यांद्वारे उप-40 फेमटोसेकंदांपर्यंत संकुचित केले जातात. RDW जनरेशन स्टेज दरम्यान, संशोधकांनी स्वयं-डिझाइन केलेले आणि उत्पादित नऊ-रेझोनेटर अँटी-रेझोनन्स होलो-कोर फायबर वापरले. या प्रकारच्या ऑप्टिकल फायबरमध्ये पंप पल्स बँड आणि दृश्यमान प्रकाश क्षेत्रात अत्यंत कमी नुकसान होते, ज्यामुळे ऊर्जा पंपमधून विखुरलेल्या लाटेत कार्यक्षमतेने रूपांतरित करता येते आणि उच्च-तोटा रेझोनंट बँडमुळे होणारा हस्तक्षेप टाळता येतो. इष्टतम परिस्थितीत, सिस्टमद्वारे डिस्पर्शन वेव्ह पल्स एनर्जी आउटपुट 39 नॅनोज्युलपर्यंत पोहोचू शकते, सर्वात कमी पल्स रुंदी 13 फेमटोसेकंदपर्यंत पोहोचू शकते, पीक पॉवर 2.2 मेगावॅट इतकी जास्त असू शकते आणि ऊर्जा रूपांतरण कार्यक्षमता 13% पर्यंत जास्त असू शकते. आणखी रोमांचक म्हणजे गॅस प्रेशर आणि फायबर पॅरामीटर्स समायोजित करून, सिस्टमला अल्ट्राव्हायोलेट आणि इन्फ्रारेड बँडपर्यंत सहजपणे वाढवता येते, ज्यामुळे डीप अल्ट्राव्हायोलेट ते इन्फ्रारेडपर्यंत वाइडबँड ट्यूनिंग साध्य होते.
हे संशोधन केवळ फोटोनिक्सच्या मूलभूत क्षेत्रातच महत्त्वाचे नाही तर औद्योगिक आणि अनुप्रयोग क्षेत्रांसाठी एक नवीन परिस्थिती देखील उघडते. उदाहरणार्थ, मल्टी-फोटॉन मायक्रोस्कोपी इमेजिंग, अल्ट्राफास्ट टाइम-रिझोल्ड स्पेक्ट्रोस्कोपी, मटेरियल प्रोसेसिंग, प्रिसिजन मेडिसिन आणि अल्ट्राफास्ट नॉनलाइनर ऑप्टिक्स संशोधन यासारख्या क्षेत्रात, हे कॉम्पॅक्ट, कार्यक्षम आणि कमी किमतीचे नवीन प्रकारचे अल्ट्राफास्ट प्रकाश स्रोत वापरकर्त्यांना अभूतपूर्व साधने आणि लवचिकता प्रदान करेल. विशेषतः उच्च पुनरावृत्ती दर, पीक पॉवर आणि अल्ट्रा-शॉर्ट पल्स आवश्यक असलेल्या परिस्थितींमध्ये, हे तंत्रज्ञान निःसंशयपणे अधिक स्पर्धात्मक आहे आणि पारंपारिक टायटॅनियम-नीलम किंवा ऑप्टिकल पॅरामीट्रिक प्रवर्धन प्रणालींच्या तुलनेत अधिक जाहिरात क्षमता आहे.
भविष्यात, संशोधन पथक प्रणालीला आणखी ऑप्टिमाइझ करण्याची योजना आखत आहे, जसे की अनेक मुक्त-जागा ऑप्टिकल घटक असलेल्या सध्याच्या आर्किटेक्चरला ऑप्टिकल फायबरमध्ये एकत्रित करणे, किंवा सिस्टमचे लघुकरण आणि एकत्रीकरण साध्य करण्यासाठी, वर्तमान ऑसिलेटर आणि अॅम्प्लिफायर संयोजन बदलण्यासाठी एकच मामिशेव्ह ऑसिलेटर वापरणे. याव्यतिरिक्त, विविध प्रकारच्या अँटी-रेझोनन्स फायबरशी जुळवून घेऊन, रमन सक्रिय वायू आणि वारंवारता दुप्पट मॉड्यूल सादर करून, ही प्रणाली एका विस्तृत बँडमध्ये विस्तारित होण्याची अपेक्षा आहे, जी अल्ट्राव्हायोलेट, दृश्यमान प्रकाश आणि इन्फ्रारेड सारख्या अनेक क्षेत्रांसाठी ऑल-फायबर, वाइडबँड, अल्ट्राफास्ट लेसर सोल्यूशन्स प्रदान करते.
आकृती १. स्पंदित लेसरच्या ट्यूनिंगचे योजनाबद्ध आकृती
पोस्ट वेळ: मे-२८-२०२५