20 ஃபெம்டோ வினாடிக்கும் குறைவான புலப்படும் ஒளிசரிசெய்யக்கூடிய துடிப்புள்ள லேசர் மூலம்
சமீபத்தில், இங்கிலாந்தைச் சேர்ந்த ஒரு ஆய்வுக் குழு, 20 ஃபெம்டோ வினாடிகளுக்கும் குறைவான நேரத்தில் சரிசெய்யக்கூடிய, மெகாவாட் அளவிலான கண்ணுக்குப் புலப்படும் ஒளி அலைவரிசையை வெற்றிகரமாக உருவாக்கியுள்ளதாக ஒரு புதுமையான ஆய்வை வெளியிட்டுள்ளது.துடிப்புள்ள லேசர் மூலம்இந்த துடிப்புள்ள லேசர் மூலம், அதிவேகமானதுலேசர்இந்த அமைப்பு, சரிசெய்யக்கூடிய அலைநீளங்கள், மிகக் குறுகிய கால அளவுகள், 39 நானோஜூல்கள் வரையிலான உயர் ஆற்றல்கள் மற்றும் 2 மெகாவாட்டிற்கும் அதிகமான உச்சபட்ச சக்தி ஆகியவற்றைக் கொண்ட துடிப்புகளை உருவாக்கும் திறன் கொண்டது. இது அதிவேக நிறமாலையியல், உயிரியல் படமாக்கல் மற்றும் தொழில்துறை செயலாக்கம் போன்ற துறைகளுக்குப் புத்தம் புதிய பயன்பாட்டு வாய்ப்புகளைத் திறக்கிறது.
இந்தத் தொழில்நுட்பத்தின் முக்கிய சிறப்பம்சம், “கெயின்-மேனேஜ்டு நான்லீனியர் ஆம்ப்ளிஃபிகேஷன் (GMNA)” மற்றும் “ரெசோனன்ட் டிஸ்பெர்சிவ் வேவ் (RDW) எமிஷன்” ஆகிய இரண்டு அதிநவீன முறைகளின் ஒருங்கிணைப்பில் அடங்கியுள்ளது. கடந்த காலத்தில், இத்தகைய உயர் செயல்திறன் கொண்ட, டியூன் செய்யக்கூடிய மிகக் குறுகிய துடிப்புகளைப் பெறுவதற்கு, விலை உயர்ந்த மற்றும் சிக்கலான டைட்டானியம்-சஃபையர் லேசர்கள் அல்லது ஆப்டிகல் பாராமெட்ரிக் ஆம்ப்ளிஃபையர்கள் பொதுவாகத் தேவைப்பட்டன. இந்தக் கருவிகள் விலை உயர்ந்ததாகவும், பருமனானதாகவும், பராமரிக்கக் கடினமானதாகவும் இருந்தது மட்டுமல்லாமல், குறைந்த மறுநிகழ்வு விகிதங்கள் மற்றும் டியூனிங் வரம்புகளாலும் கட்டுப்படுத்தப்பட்டன. இந்த முறை உருவாக்கப்பட்ட முழு-ஃபைபர் தீர்வு, சிஸ்டம் கட்டமைப்பை கணிசமாக எளிதாக்குவது மட்டுமல்லாமல், செலவுகளையும் சிக்கலையும் பெருமளவில் குறைக்கிறது. இது 4.8 மெகாஹெர்ட்ஸ் என்ற உயர் மறுநிகழ்வு அதிர்வெண்ணில், 20 ஃபெம்டோசெகண்டிற்கும் குறைவான, 400 முதல் 700 நானோமீட்டர் மற்றும் அதற்கும் அப்பால் டியூன் செய்யக்கூடிய உயர்-சக்தி துடிப்புகளை நேரடியாக உருவாக்க உதவுகிறது. ஆராய்ச்சிக் குழு, துல்லியமாக வடிவமைக்கப்பட்ட சிஸ்டம் கட்டமைப்பு மூலம் இந்த திருப்புமுனையை அடைந்துள்ளது. முதலில், அவர்கள் நேரியல் அல்லாத பெருக்க வளையக் கண்ணாடியை (NALM) அடிப்படையாகக் கொண்ட, முழுமையாக முனைவாக்கத்தைப் பாதுகாக்கும் அலைமுறை-பூட்டப்பட்ட இட்டர்பியம் இழை அலைவியை மூலத் துடிப்பாகப் பயன்படுத்தினர். இந்த வடிவமைப்பு அமைப்பின் நீண்ட கால நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்வது மட்டுமல்லாமல், இயற்பியல் நிறைவுற்ற உறிஞ்சிகளின் சிதைவுப் பிரச்சனையையும் தவிர்க்கிறது. முன் பெருக்கம் மற்றும் துடிப்புச் சுருக்கத்திற்குப் பிறகு, மூலத் துடிப்புகள் GMNA நிலைக்குள் செலுத்தப்படுகின்றன. GMNA, ஒளியிழைகளில் உள்ள தன்-கட்டப் பண்பேற்றம் மற்றும் நீள்வட்ட சமச்சீரற்ற பெருக்கப் பரவலைப் பயன்படுத்தி நிறமாலை அகலமாக்கலை அடைந்து, ஏறக்குறைய முழுமையான நேரியல் சிற்றலையுடன் கூடிய மீச்சிறு துடிப்புகளை உருவாக்குகிறது. இவை இறுதியில் கீற்றுக் ஜோடிகள் மூலம் 40 ஃபெம்டோநொடிகளுக்கும் குறைவான நேரத்திற்குச் சுருக்கப்படுகின்றன. RDW உருவாக்கும் கட்டத்தின் போது, ஆராய்ச்சியாளர்கள் சுயமாக வடிவமைத்துத் தயாரித்த ஒன்பது-ஒலியதிர்வி எதிர்-ஒத்ததிர்வு உள்ளீடற்ற மைய இழைகளைப் பயன்படுத்தினர். இந்த வகையான ஒளியிழை, பம்ப் துடிப்புப் பட்டை மற்றும் புலப்படும் ஒளிப் பகுதியில் மிகக் குறைந்த இழப்பைக் கொண்டுள்ளது. இது பம்ப் துடிப்பிலிருந்து சிதறடிக்கப்பட்ட அலைக்கு ஆற்றலைத் திறமையாக மாற்றவும், அதிக இழப்புள்ள ஒத்ததிர்வுப் பட்டையால் ஏற்படும் குறுக்கீட்டைத் தவிர்க்கவும் உதவுகிறது. உகந்த சூழ்நிலைகளில், இந்த அமைப்பின் சிதறல் அலைத் துடிப்பு ஆற்றல் வெளியீடு 39 நானோஜூல்களை எட்டலாம், மிகக்குறைந்த துடிப்பு அகலம் 13 ஃபெம்டோநொடிகளை எட்டலாம், உச்சபட்ச ஆற்றல் 2.2 மெகாவாட் வரை அதிகமாக இருக்கலாம், மற்றும் ஆற்றல் மாற்றத் திறன் 13% வரை அதிகமாக இருக்கலாம். இதைவிடவும் உற்சாகமான விஷயம் என்னவென்றால், வாயு அழுத்தம் மற்றும் ஃபைபர் அளவுருக்களைச் சரிசெய்வதன் மூலம், இந்த அமைப்பை புற ஊதா மற்றும் அகச்சிவப்புப் பட்டைகளுக்கு எளிதாக விரிவுபடுத்தி, ஆழ் புற ஊதாவிலிருந்து அகச்சிவப்பு வரை பரந்த அலைவரிசை சரிசெய்தலை அடைய முடியும்.
இந்த ஆராய்ச்சி, ஒளியியலின் அடிப்படைத் துறையில் குறிப்பிடத்தக்க முக்கியத்துவத்தைக் கொண்டிருப்பது மட்டுமல்லாமல், தொழில்துறை மற்றும் பயன்பாட்டுத் துறைகளுக்கும் ஒரு புதிய சூழலைத் திறக்கிறது. உதாரணமாக, பல-ஃபோட்டான் நுண்ணோக்கிப் படமாக்கம், அதிவேக நேர-தீர்வு நிறமாலையியல், பொருள் பதப்படுத்துதல், துல்லிய மருத்துவம் மற்றும் அதிவேக நேரியல் அல்லாத ஒளியியல் ஆராய்ச்சி போன்ற துறைகளில், இந்த கச்சிதமான, திறமையான மற்றும் குறைந்த செலவிலான புதிய வகை அதிவேக ஒளி மூலமானது, பயனர்களுக்கு முன் எப்போதும் இல்லாத கருவிகளையும் நெகிழ்வுத்தன்மையையும் வழங்கும். குறிப்பாக, அதிக மறுநிகழ்வு விகிதங்கள், உச்சபட்ச ஆற்றல் மற்றும் மிகக் குறுகிய துடிப்புகள் தேவைப்படும் சூழ்நிலைகளில், பாரம்பரிய டைட்டானியம்-நீலக்கல் அல்லது ஒளியியல் பாராமெட்ரிக் பெருக்க அமைப்புகளுடன் ஒப்பிடும்போது, இந்தத் தொழில்நுட்பம் சந்தேகத்திற்கு இடமின்றி அதிக போட்டித்தன்மை வாய்ந்ததாகவும், அதிக வளர்ச்சித் திறனைக் கொண்டதாகவும் உள்ளது.
எதிர்காலத்தில், இந்த அமைப்பைச் சிறுமைப்படுத்தி ஒருங்கிணைப்பதை அடைவதற்காக, பல திறந்தவெளி ஒளியியல் கூறுகளைக் கொண்ட தற்போதைய கட்டமைப்பை ஒளியிழைகளில் ஒருங்கிணைப்பது, அல்லது தற்போதைய அலைவி மற்றும் பெருக்கி இணைப்பிற்குப் பதிலாக ஒற்றை மாமிஷேவ் அலைவியைப் பயன்படுத்துவது போன்றவற்றின் மூலம், இந்த அமைப்பை மேலும் மேம்படுத்த ஆராய்ச்சிக் குழு திட்டமிட்டுள்ளது. கூடுதலாக, பல்வேறு வகையான அதிர்வுத்தடுப்பு ஒளியிழைகளுக்கு ஏற்ப மாற்றுவதன் மூலமும், ராமன் செயலூக்க வாயுக்கள் மற்றும் அதிர்வெண் இரட்டிப்புத் தொகுதிகளை அறிமுகப்படுத்துவதன் மூலமும், இந்த அமைப்பு ஒரு பரந்த அலைவரிசைக்கு விரிவாக்கப்படும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. இதன் மூலம் புற ஊதா, கண்ணுக்குப் புலப்படும் ஒளி மற்றும் அகச்சிவப்பு போன்ற பல துறைகளுக்கு, முழு-ஒளியிழை, அகலப்பட்டை, அதிவேக லேசர் தீர்வுகளை இது வழங்கும்.
படம் 1. துடிப்புள்ள லேசரின் சீரமைப்பின் திட்ட வரைபடம்.
பதிவிட்ட நேரம்: மே-28-2025