குறுகிய அலைவரிசை லேசர் தொழில்நுட்பம் பகுதி இரண்டு
1960-ல், உலகின் முதல் ரூபி லேசர் ஒரு திட-நிலை லேசராக இருந்தது. இது அதிக வெளியீட்டு ஆற்றல் மற்றும் பரந்த அலைநீள வரம்பு ஆகிய தன்மைகளைக் கொண்டிருந்தது. திட-நிலை லேசரின் தனித்துவமான இடஞ்சார்ந்த அமைப்பு, குறுகிய அலைவரிசை வெளியீட்டை வடிவமைப்பதில் அதனை மேலும் நெகிழ்வானதாக ஆக்குகிறது. தற்போது, செயல்படுத்தப்படும் முக்கிய முறைகளில் குறுகிய குழி முறை, ஒருவழி வளையக் குழி முறை, உள்ளகக் குழி தரநிலை முறை, முறுக்கு ஊசல் முறை குழி, கன அளவு பிராக் கீற்றணி முறை மற்றும் விதை உட்செலுத்தல் முறை ஆகியவை அடங்கும்.
படம் 7, பல வழக்கமான ஒற்றை நீளவாட்டு அலைமுறை திடநிலை லேசர்களின் கட்டமைப்பைக் காட்டுகிறது.
படம் 7(a) குழிக்குள்ளான FP தரநிலையை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒற்றை நீள அலைமுறைத் தேர்வின் செயல்பாட்டுக் கொள்கையைக் காட்டுகிறது. அதாவது, தரநிலையின் குறுகிய அலைவரிசைப் பரவல் நிறமாலையானது மற்ற நீள அலைமுறைகளின் இழப்பை அதிகரிக்கப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இதனால், அலைமுறைப் போட்டிச் செயல்பாட்டில் மற்ற நீள அலைமுறைகள் அவற்றின் குறைந்த ஊடுருவுத்திறன் காரணமாக வடிகட்டப்பட்டு, ஒற்றை நீள அலைமுறைச் செயல்பாடு அடையப்படுகிறது. மேலும், FP தரநிலையின் கோணம் மற்றும் வெப்பநிலையைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலமும், நீள அலைமுறை இடைவெளியை மாற்றுவதன் மூலமும் ஒரு குறிப்பிட்ட அலைநீளச் சரிசெய்தல் வெளியீட்டைப் பெற முடியும். படம் 7(b) மற்றும் (c) ஆகியவை ஒற்றை நீள அலைமுறை வெளியீட்டைப் பெறப் பயன்படுத்தப்படும் தளமற்ற வளைய அலைவி (NPRO) மற்றும் முறுக்கு ஊசல் அலைமுறைக் குழி முறையைக் காட்டுகின்றன. இதன் செயல்பாட்டுக் கொள்கை, அதிர்வுறுப்பானில் கற்றையை ஒரே திசையில் பரவச் செய்து, சாதாரண நிலை அலைக் குழியில் உள்ள தலைகீழ் துகள்களின் எண்ணிக்கையின் சீரற்ற இடஞ்சார்ந்த பரவலைத் திறம்பட நீக்கி, அதன் மூலம் இடஞ்சார்ந்த துளை எரிப்பு விளைவின் தாக்கத்தைத் தவிர்த்து ஒற்றை நீள அலைமுறை வெளியீட்டை அடைவதாகும். மொத்த பிராக் கிரேட்டிங் (VBG) பயன்முறைத் தேர்வின் கொள்கையானது, முன்னர் குறிப்பிடப்பட்ட குறைக்கடத்தி மற்றும் ஃபைபர் குறுகிய வரி-அகல லேசர்களைப் போன்றது, அதாவது, VBG-ஐ ஒரு வடிகட்டி உறுப்பாகப் பயன்படுத்தி, அதன் நல்ல நிறமாலைத் தேர்வுத்திறன் மற்றும் கோணத் தேர்வுத்திறனின் அடிப்படையில், அலைவியானது ஒரு குறிப்பிட்ட அலைநீளம் அல்லது பட்டையில் அலைவுற்று, நீளவாட்டுப் பயன்முறைத் தேர்வின் பங்கை அடைகிறது, இது படம் 7(d)-இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.
அதே நேரத்தில், நீளவாட்டு அலைமுறைத் தேர்வுத் துல்லியத்தை மேம்படுத்துவதற்கும், அலைவரிசை அகலத்தை மேலும் குறுகலாக்குவதற்கும், அல்லது நேரியல் அல்லாத அதிர்வெண் உருமாற்றம் மற்றும் பிற வழிமுறைகளை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலம் அலைமுறைப் போட்டித் தீவிரத்தை அதிகரிப்பதற்கும், மேலும் குறுகிய அலைவரிசை அகலத்தில் இயங்கும்போது லேசரின் வெளியீட்டு அலைநீளத்தை விரிவுபடுத்துவதற்கும், தேவைகளுக்கு ஏற்ப பல நீளவாட்டு அலைமுறைத் தேர்வு முறைகளை ஒன்றிணைக்க முடியும், இது மற்ற முறைகளுக்குச் செய்வது கடினம்.குறைக்கடத்தி லேசர்மற்றும்ஃபைபர் லேசர்கள்.
(4) பிரில்லோயின் லேசர்
பிரில்லூயின் லேசர் என்பது, தூண்டப்பட்ட பிரில்லூயின் சிதறல் (SBS) விளைவை அடிப்படையாகக் கொண்டு குறைந்த இரைச்சல் மற்றும் குறுகிய அலைவரிசை கொண்ட வெளியீட்டுத் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தும் ஒரு தொழில்நுட்பமாகும். இதன் கொள்கை என்னவென்றால், ஃபோட்டான் மற்றும் உள்ளக ஒலிப்புலத்தின் இடைவினையின் மூலம் ஸ்டோக்ஸ் ஃபோட்டான்களில் ஒரு குறிப்பிட்ட அதிர்வெண் பெயர்ச்சியை உருவாக்கி, அதை ஒரு பெருக்க அலைவரிசைக்குள் தொடர்ச்சியாகப் பெருக்குவதாகும்.
படம் 8, SBS மாற்றத்தின் நிலை வரைபடத்தையும் பிரில்லூயின் லேசரின் அடிப்படைக் கட்டமைப்பையும் காட்டுகிறது.
ஒலிப்புலத்தின் குறைந்த அதிர்வு அதிர்வெண் காரணமாக, பொருளின் பிரில்லூயின் அதிர்வெண் பெயர்ச்சி பொதுவாக 0.1-2 cm-1 மட்டுமே ஆகும். எனவே, 1064 nm லேசரை பம்ப் ஒளியாகப் பயன்படுத்தும்போது, உருவாக்கப்படும் ஸ்டோக்ஸ் அலைநீளம் பெரும்பாலும் சுமார் 1064.01 nm மட்டுமே இருக்கும். ஆனால், இதன் பொருள் அதன் குவாண்டம் மாற்றத் திறன் மிகவும் அதிகமாகும் (கோட்பாட்டளவில் 99.99% வரை). மேலும், ஊடகத்தின் பிரில்லூயின் பெருக்க அகலம் பொதுவாக MHz-GHz வரிசையில் மட்டுமே இருப்பதால் (சில திட ஊடகங்களின் பிரில்லூயின் பெருக்க அகலம் சுமார் 10 MHz மட்டுமே), இது 100 GHz வரிசையில் உள்ள லேசர் செயல்படும் பொருளின் பெருக்க அகலத்தை விட மிகவும் குறைவாக உள்ளது. எனவே, பிரில்லூயின் லேசரில் தூண்டப்பட்ட ஸ்டோக்ஸ், குழிக்குள் பலமுறை பெருக்கப்பட்ட பிறகு தெளிவான நிறமாலை குறுகும் நிகழ்வைக் காட்டக்கூடும், மேலும் அதன் வெளியீட்டு அகலம் பம்ப் அகலத்தை விட பல மடங்கு குறுகியதாக இருக்கும். தற்போது, பிரில்லோயின் லேசர் ஒளியியல் துறையில் ஒரு முக்கிய ஆராய்ச்சி மையமாக உருவெடுத்துள்ளது, மேலும் ஹெர்ட்ஸ் மற்றும் சப்-ஹெர்ட்ஸ் வரிசையிலான மிகவும் குறுகிய அலைவரிசை வெளியீடு குறித்து பல அறிக்கைகள் வெளிவந்துள்ளன.
சமீபத்திய ஆண்டுகளில், அலைவழி அமைப்புடன் கூடிய பிரில்லோயின் சாதனங்கள் இத்துறையில் தோன்றியுள்ளன.மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டானிக்ஸ்மேலும், நுண்மயமாக்கல், உயர் ஒருங்கிணைப்பு மற்றும் உயர் தெளிவுத்திறன் ஆகிய திசைகளில் இவை வேகமாக வளர்ந்து வருகின்றன. கூடுதலாக, வைரம் போன்ற புதிய படிகப் பொருட்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட விண்வெளியில் இயங்கும் பிரில்லூயின் லேசரும் கடந்த இரண்டு ஆண்டுகளில் மக்களின் கவனத்தை ஈர்த்துள்ளது; அதன் அலைவழி கட்டமைப்பின் ஆற்றல் மற்றும் அடுக்கு SBS முட்டுக்கட்டை ஆகியவற்றில் ஏற்பட்ட புதுமையான திருப்புமுனையானது, பிரில்லூயின் லேசரின் ஆற்றலை 10 வாட் அளவிற்கு உயர்த்தி, அதன் பயன்பாட்டை விரிவுபடுத்துவதற்கான அடித்தளத்தை அமைத்துள்ளது.
பொது சந்திப்பு
அதிநவீன அறிவின் தொடர்ச்சியான தேடலுடன், குறுகிய அலைவரிசை லேசர்கள் அவற்றின் சிறந்த செயல்திறனால் அறிவியல் ஆராய்ச்சியில் ஒரு இன்றியமையாத கருவியாக மாறியுள்ளன; எடுத்துக்காட்டாக, ஒற்றை-அதிர்வெண் குறுகிய அலைவரிசையைப் பயன்படுத்தும் ஈர்ப்பு அலை கண்டறிதலுக்கான லேசர் இன்டர்ஃபெரோமீட்டர் LIGO.லேசர்1064 nm அலைநீளத்தை ஒரு தொடக்க மூலமாகக் கொண்டு, தொடக்க ஒளியின் அலைவரிசை 5 kHz-க்குள் உள்ளது. மேலும், அலைநீளத்தை மாற்றியமைக்கக்கூடிய மற்றும் அலைமுறைத் தாவல் இல்லாத குறுகிய அகல லேசர்கள், குறிப்பாக ஒத்திசைவான தகவல்தொடர்புகளில், பெரும் பயன்பாட்டுத் திறனைக் காட்டுகின்றன. இவை அலைநீள (அல்லது அதிர்வெண்) மாற்றியமைப்பிற்கான அலைநீளப் பிரிவு பன்முகப்படுத்தல் (WDM) அல்லது அதிர்வெண் பிரிவு பன்முகப்படுத்தல் (FDM) ஆகியவற்றின் தேவைகளைச் சரியாகப் பூர்த்தி செய்யக்கூடியவை. அத்துடன், அடுத்த தலைமுறை அலைபேசித் தகவல்தொடர்பு தொழில்நுட்பத்தின் மையச் சாதனமாக இது மாறும் என்றும் எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.
எதிர்காலத்தில், லேசர் பொருட்கள் மற்றும் செயலாக்கத் தொழில்நுட்பத்தின் புத்தாக்கமானது, லேசரின் அலைவரிசைச் சுருக்கம், அதிர்வெண் நிலைத்தன்மை மேம்பாடு, அலைநீள வரம்பு விரிவாக்கம் மற்றும் ஆற்றல் மேம்பாடு ஆகியவற்றை மேலும் ஊக்குவித்து, அறியப்படாத உலகத்தை மனிதன் ஆராய்வதற்கான வழியைத் திறக்கும்.
பதிவிட்ட நேரம்: நவம்பர் 29, 2023