ಕಿರಿದಾದ ರೇಖೆಯ ಅಗಲ ಲೇಸರ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಭಾಗ ಎರಡು

ಕಿರಿದಾದ ರೇಖೆಯ ಅಗಲ ಲೇಸರ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ ಭಾಗ ಎರಡು

(3)ಘನ ಸ್ಥಿತಿಯ ಲೇಸರ್

1960 ರಲ್ಲಿ, ವಿಶ್ವದ ಮೊದಲ ಮಾಣಿಕ್ಯ ಲೇಸರ್ ಘನ-ಸ್ಥಿತಿಯ ಲೇಸರ್ ಆಗಿದ್ದು, ಹೆಚ್ಚಿನ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ವಿಶಾಲವಾದ ತರಂಗಾಂತರದ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಿಂದ ನಿರೂಪಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿದೆ. ಘನ-ಸ್ಥಿತಿಯ ಲೇಸರ್‌ನ ವಿಶಿಷ್ಟ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ರಚನೆಯು ಕಿರಿದಾದ ಲೈನ್‌ವಿಡ್ತ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್‌ನ ವಿನ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ ಅದನ್ನು ಹೆಚ್ಚು ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಅಳವಡಿಸಲಾದ ಮುಖ್ಯ ವಿಧಾನಗಳಲ್ಲಿ ಶಾರ್ಟ್ ಕ್ಯಾವಿಟಿ ವಿಧಾನ, ಒನ್-ವೇ ರಿಂಗ್ ಕ್ಯಾವಿಟಿ ವಿಧಾನ, ಇಂಟ್ರಾಕಾವಿಟಿ ಸ್ಟ್ಯಾಂಡರ್ಡ್ ವಿಧಾನ, ಟಾರ್ಷನ್ ಲೋಲಕ ಮೋಡ್ ಕ್ಯಾವಿಟಿ ವಿಧಾನ, ವಾಲ್ಯೂಮ್ ಬ್ರಾಗ್ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ ವಿಧಾನ ಮತ್ತು ಬೀಜ ಇಂಜೆಕ್ಷನ್ ವಿಧಾನ ಸೇರಿವೆ.

ಚಿತ್ರ 7 ಹಲವಾರು ವಿಶಿಷ್ಟ ಏಕ-ರೇಖಾಂಶದ ಮೋಡ್ ಘನ-ಸ್ಥಿತಿಯ ಲೇಸರ್‌ಗಳ ರಚನೆಯನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ 7(ಎ) ಇನ್-ಕ್ಯಾವಿಟಿ ಎಫ್‌ಪಿ ಮಾನದಂಡವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ಏಕ ರೇಖಾಂಶ ಮೋಡ್ ಆಯ್ಕೆಯ ಕಾರ್ಯ ತತ್ವವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ, ಮಾನದಂಡದ ಕಿರಿದಾದ ಲೈನ್‌ವಿಡ್ತ್ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಷನ್ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಅನ್ನು ಇತರ ರೇಖಾಂಶ ಮೋಡ್‌ಗಳ ನಷ್ಟವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಇತರ ರೇಖಾಂಶ ಮೋಡ್‌ಗಳನ್ನು ಅವುಗಳ ಸಣ್ಣ ಪ್ರಸರಣದಿಂದಾಗಿ ಮೋಡ್ ಸ್ಪರ್ಧೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಫಿಲ್ಟರ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಏಕ ರೇಖಾಂಶ ಮೋಡ್ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಬಹುದು. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಎಫ್‌ಪಿ ಮಾನದಂಡದ ಕೋನ ಮತ್ತು ತಾಪಮಾನವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮತ್ತು ರೇಖಾಂಶ ಮೋಡ್ ಮಧ್ಯಂತರವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ತರಂಗಾಂತರ ಶ್ರುತಿ ಔಟ್‌ಪುಟ್‌ನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಶ್ರೇಣಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು. ಚಿತ್ರ 7(ಬಿ) ಮತ್ತು (ಸಿ) ಏಕ ರೇಖಾಂಶ ಮೋಡ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಪಡೆಯಲು ಬಳಸುವ ನಾನ್-ಪ್ಲ್ಯಾನರ್ ರಿಂಗ್ ಆಂದೋಲಕ (NPRO) ಮತ್ತು ತಿರುಚುವ ಲೋಲಕ ಮೋಡ್ ಕುಹರದ ವಿಧಾನವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ. ರೆಸೋನೇಟರ್‌ನಲ್ಲಿ ಕಿರಣವನ್ನು ಒಂದೇ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ಹರಡುವಂತೆ ಮಾಡುವುದು, ಸಾಮಾನ್ಯ ಸ್ಟ್ಯಾಂಡಿಂಗ್ ವೇವ್ ಕುಳಿಯಲ್ಲಿ ಹಿಮ್ಮುಖ ಕಣಗಳ ಸಂಖ್ಯೆಯ ಅಸಮಾನ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ವಿತರಣೆಯನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ತೆಗೆದುಹಾಕುವುದು ಮತ್ತು ಹೀಗೆ ಒಂದೇ ರೇಖಾಂಶ ಮೋಡ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಸಾಧಿಸಲು ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ರಂಧ್ರ ಸುಡುವ ಪರಿಣಾಮದ ಪ್ರಭಾವವನ್ನು ತಪ್ಪಿಸುವುದು ಕಾರ್ಯ ತತ್ವವಾಗಿದೆ. ಬಲ್ಕ್ ಬ್ರಾಗ್ ಗ್ರೇಟಿಂಗ್ (VBG) ಮೋಡ್ ಆಯ್ಕೆಯ ತತ್ವವು ಮೊದಲೇ ಹೇಳಿದ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಮತ್ತು ಫೈಬರ್ ಕಿರಿದಾದ ಲೈನ್-ಅಗಲ ಲೇಸರ್‌ಗಳಂತೆಯೇ ಇರುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ, VBG ಅನ್ನು ಫಿಲ್ಟರ್ ಅಂಶವಾಗಿ ಬಳಸುವ ಮೂಲಕ, ಅದರ ಉತ್ತಮ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಲ್ ಸೆಲೆಕ್ಟಿವಿಟಿ ಮತ್ತು ಆಂಗಲ್ ಸೆಲೆಕ್ಟಿವಿಟಿಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ, ಆಂದೋಲಕವು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ತರಂಗಾಂತರ ಅಥವಾ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ನಲ್ಲಿ ಆಂದೋಲನಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಚಿತ್ರ 7(d) ನಲ್ಲಿ ತೋರಿಸಿರುವಂತೆ ರೇಖಾಂಶದ ಮೋಡ್ ಆಯ್ಕೆಯ ಪಾತ್ರವನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು.
ಅದೇ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ರೇಖಾಂಶದ ಮೋಡ್ ಆಯ್ಕೆಯ ನಿಖರತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು, ಲೈನ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಸಂಕುಚಿತಗೊಳಿಸಲು ಅಥವಾ ರೇಖಾತ್ಮಕವಲ್ಲದ ಆವರ್ತನ ರೂಪಾಂತರ ಮತ್ತು ಇತರ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಪರಿಚಯಿಸುವ ಮೂಲಕ ಮೋಡ್ ಸ್ಪರ್ಧೆಯ ತೀವ್ರತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಮತ್ತು ಕಿರಿದಾದ ಲೈನ್‌ವಿಡ್ತ್‌ನಲ್ಲಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸುವಾಗ ಲೇಸರ್‌ನ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ತರಂಗಾಂತರವನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಲು ಅಗತ್ಯಗಳಿಗೆ ಅನುಗುಣವಾಗಿ ಹಲವಾರು ರೇಖಾಂಶದ ಮೋಡ್ ಆಯ್ಕೆ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸಬಹುದು, ಇದನ್ನು ಮಾಡಲು ಕಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ.ಅರೆವಾಹಕ ಲೇಸರ್ಮತ್ತುಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು.

(4) ಬ್ರಿಲೌಯಿನ್ ಲೇಸರ್

ಬ್ರಿಲೌಯಿನ್ ಲೇಸರ್ ಕಡಿಮೆ ಶಬ್ದ, ಕಿರಿದಾದ ಲೈನ್‌ವಿಡ್ತ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಸ್ಟಿಮುಲೇಟೆಡ್ ಬ್ರಿಲೌಯಿನ್ ಸ್ಕ್ಯಾಟರಿಂಗ್ (SBS) ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ಆಧರಿಸಿದೆ, ಇದರ ತತ್ವವು ಫೋಟಾನ್ ಮತ್ತು ಆಂತರಿಕ ಅಕೌಸ್ಟಿಕ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಕ ಸ್ಟೋಕ್ಸ್ ಫೋಟಾನ್‌ಗಳ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಆವರ್ತನ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಗೇನ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್‌ನಲ್ಲಿ ನಿರಂತರವಾಗಿ ವರ್ಧಿಸುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ 8 ರಲ್ಲಿ SBS ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಮಟ್ಟದ ರೇಖಾಚಿತ್ರ ಮತ್ತು ಬ್ರಿಲೌಯಿನ್ ಲೇಸರ್‌ನ ಮೂಲ ರಚನೆಯನ್ನು ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಅಕೌಸ್ಟಿಕ್ ಕ್ಷೇತ್ರದ ಕಡಿಮೆ ಕಂಪನ ಆವರ್ತನದಿಂದಾಗಿ, ವಸ್ತುವಿನ ಬ್ರಿಲೌಯಿನ್ ಆವರ್ತನ ಬದಲಾವಣೆಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕೇವಲ 0.1-2 cm-1 ಆಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಪಂಪ್ ಲೈಟ್ ಆಗಿ 1064 nm ಲೇಸರ್‌ನೊಂದಿಗೆ, ಸ್ಟೋಕ್ಸ್ ತರಂಗಾಂತರವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕೇವಲ 1064.01 nm ಆಗಿರುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ಇದರರ್ಥ ಅದರ ಕ್ವಾಂಟಮ್ ಪರಿವರ್ತನೆ ದಕ್ಷತೆಯು ತುಂಬಾ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ (ಸಿದ್ಧಾಂತದಲ್ಲಿ 99.99% ವರೆಗೆ). ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ಮಾಧ್ಯಮದ ಬ್ರಿಲೌಯಿನ್ ಗಳಿಕೆಯ ರೇಖೆಯ ಅಗಲವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ MHZ-ghz ಕ್ರಮದಲ್ಲಿರುವುದರಿಂದ (ಕೆಲವು ಘನ ಮಾಧ್ಯಮಗಳ ಬ್ರಿಲೌಯಿನ್ ಗಳಿಕೆಯ ರೇಖೆಯ ಅಗಲವು ಕೇವಲ 10 MHz), ಇದು 100 GHz ಕ್ರಮದ ಲೇಸರ್ ಕಾರ್ಯನಿರತ ವಸ್ತುವಿನ ಗಳಿಕೆಯ ರೇಖೆಯ ಅಗಲಕ್ಕಿಂತ ತೀರಾ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ, ಆದ್ದರಿಂದ, ಬ್ರಿಲೌಯಿನ್ ಲೇಸರ್‌ನಲ್ಲಿ ಉತ್ಸುಕರಾದ ಸ್ಟೋಕ್ಸ್ ಕುಳಿಯಲ್ಲಿ ಬಹು ವರ್ಧನೆಯ ನಂತರ ಸ್ಪಷ್ಟವಾದ ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಕಿರಿದಾಗುವ ವಿದ್ಯಮಾನವನ್ನು ತೋರಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಅದರ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಲೈನ್ ಅಗಲವು ಪಂಪ್ ಲೈನ್ ಅಗಲಕ್ಕಿಂತ ಹಲವಾರು ಆದೇಶಗಳ ಕಿರಿದಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಪ್ರಸ್ತುತ, ಬ್ರಿಲೌಯಿನ್ ಲೇಸರ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಸಂಶೋಧನಾ ತಾಣವಾಗಿದೆ, ಮತ್ತು ಅತ್ಯಂತ ಕಿರಿದಾದ ಲೈನ್‌ವಿಡ್ತ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್‌ನ Hz ಮತ್ತು ಸಬ್-Hz ಕ್ರಮದ ಕುರಿತು ಅನೇಕ ವರದಿಗಳು ಬಂದಿವೆ.

ಇತ್ತೀಚಿನ ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ, ತರಂಗಮಾರ್ಗ ರಚನೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಬ್ರಿಲೌಯಿನ್ ಸಾಧನಗಳು ಈ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಹೊರಹೊಮ್ಮಿವೆಮೈಕ್ರೋವೇವ್ ಫೋಟೊನಿಕ್ಸ್, ಮತ್ತು ಮಿನಿಯೇಟರೈಸೇಶನ್, ಹೆಚ್ಚಿನ ಏಕೀಕರಣ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ರೆಸಲ್ಯೂಶನ್ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ ವೇಗವಾಗಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಹೊಂದುತ್ತಿದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ವಜ್ರದಂತಹ ಹೊಸ ಸ್ಫಟಿಕ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿದ ಬಾಹ್ಯಾಕಾಶ-ಚಾಲಿತ ಬ್ರಿಲೌಯಿನ್ ಲೇಸರ್ ಕಳೆದ ಎರಡು ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ ಜನರ ದೃಷ್ಟಿಗೆ ಪ್ರವೇಶಿಸಿದೆ, ವೇವ್‌ಗೈಡ್ ರಚನೆಯ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಸ್ಕೇಡ್ SBS ಅಡಚಣೆಯಲ್ಲಿ ಅದರ ನವೀನ ಪ್ರಗತಿ, ಬ್ರಿಲೌಯಿನ್ ಲೇಸರ್‌ನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು 10 W ಪರಿಮಾಣಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚಿಸಿ, ಅದರ ಅನ್ವಯವನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸಲು ಅಡಿಪಾಯ ಹಾಕಿದೆ.
ಸಾಮಾನ್ಯ ಜಂಕ್ಷನ್
ಅತ್ಯಾಧುನಿಕ ಜ್ಞಾನದ ನಿರಂತರ ಅನ್ವೇಷಣೆಯೊಂದಿಗೆ, ನ್ಯಾರೋ ಲೈನ್‌ವಿಡ್ತ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಅವುಗಳ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯೊಂದಿಗೆ ವೈಜ್ಞಾನಿಕ ಸಂಶೋಧನೆಯಲ್ಲಿ ಅನಿವಾರ್ಯ ಸಾಧನವಾಗಿ ಮಾರ್ಪಟ್ಟಿವೆ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಗುರುತ್ವಾಕರ್ಷಣೆಯ ತರಂಗ ಪತ್ತೆಗಾಗಿ ಲೇಸರ್ ಇಂಟರ್‌ಫೆರೋಮೀಟರ್ LIGO, ಇದು ಏಕ-ಆವರ್ತನ ಕಿರಿದಾದ ಲೈನ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತದೆ.ಲೇಸರ್ಬೀಜ ಮೂಲವಾಗಿ 1064 nm ತರಂಗಾಂತರದೊಂದಿಗೆ, ಮತ್ತು ಬೀಜ ಬೆಳಕಿನ ರೇಖೆಯ ಅಗಲವು 5 kHz ಒಳಗೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಇದರ ಜೊತೆಗೆ, ತರಂಗಾಂತರ ಟ್ಯೂನಬಲ್ ಮತ್ತು ಯಾವುದೇ ಮೋಡ್ ಜಂಪ್ ಇಲ್ಲದ ಕಿರಿದಾದ-ಅಗಲ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಉತ್ತಮ ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತವೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಸುಸಂಬದ್ಧ ಸಂವಹನಗಳಲ್ಲಿ, ಇದು ತರಂಗಾಂತರ (ಅಥವಾ ಆವರ್ತನ) ಟ್ಯೂನಬಿಲಿಟಿಗಾಗಿ ತರಂಗಾಂತರ ವಿಭಾಗ ಮಲ್ಟಿಪ್ಲೆಕ್ಸಿಂಗ್ (WDM) ಅಥವಾ ಆವರ್ತನ ವಿಭಾಗ ಮಲ್ಟಿಪ್ಲೆಕ್ಸಿಂಗ್ (FDM) ನ ಅಗತ್ಯಗಳನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಪೂರೈಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಮುಂದಿನ ಪೀಳಿಗೆಯ ಮೊಬೈಲ್ ಸಂವಹನ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಪ್ರಮುಖ ಸಾಧನವಾಗುವ ನಿರೀಕ್ಷೆಯಿದೆ.
ಭವಿಷ್ಯದಲ್ಲಿ, ಲೇಸರ್ ವಸ್ತುಗಳು ಮತ್ತು ಸಂಸ್ಕರಣಾ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಆವಿಷ್ಕಾರವು ಲೇಸರ್ ಲೈನ್‌ವಿಡ್ತ್‌ನ ಸಂಕೋಚನ, ಆವರ್ತನ ಸ್ಥಿರತೆಯ ಸುಧಾರಣೆ, ತರಂಗಾಂತರ ಶ್ರೇಣಿಯ ವಿಸ್ತರಣೆ ಮತ್ತು ಶಕ್ತಿಯ ಸುಧಾರಣೆಯನ್ನು ಮತ್ತಷ್ಟು ಉತ್ತೇಜಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಅಜ್ಞಾತ ಪ್ರಪಂಚದ ಮಾನವ ಅನ್ವೇಷಣೆಗೆ ದಾರಿ ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.