উচ্চ-শক্তির অপটিক্যাল ফ্রিকোয়েন্সি চিরুনিগুলি ননলিনিয়ার প্রিসিশন স্পেকট্রোস্কোপি, চরম আল্ট্রাভায়োলেট অপটিক্যাল ফ্রিকোয়েন্সি কম্ব জেনারেশন, নিউক্লিয়ার এবং অ্যাটমিক ক্লক রিসার্চ ইত্যাদিতে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে৷ সুবিধার কারণে ফাইবার ফেমটোসেকেন্ড লেজারগুলি উচ্চ-শক্তির অপটিক্যাল ফ্রিকোয়েন্সি চিরুনি উপলব্ধির জন্য পছন্দের সমাধান৷ সহজ গঠন, স্থিতিশীল কর্মক্ষমতা এবং সহজ পরিবর্ধন। যাইহোক, অনিবার্য স্বতঃস্ফূর্ত নির্গমন (ASE) গোলমাল, পাম্পের তীব্রতার শব্দ, বর্ণালী সমন্বয়ের অবক্ষয় এবং ফাইবার লেজার পরিবর্ধনে আলোর পথের কারণে ফেজ জিটারের কারণে, অপটিক্যাল কম্বের ফ্রিকোয়েন্সি স্থায়িত্ব গুরুতরভাবে প্রভাবিত হয়। তাই উচ্চ শক্তি পরিবর্ধনের সময় উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি স্থিতিশীলতা অর্জন করা একটি চ্যালেঞ্জিং কাজ।
দীর্ঘমেয়াদী অপটিক্যাল ফ্রিকোয়েন্সি কম্ব প্রযুক্তি গবেষণার উপর ভিত্তি করে উপরের সমস্যাগুলি মোকাবেলা করার জন্য, অপটিক্যাল ফিজিক্সের কী ল্যাবরেটরির L07 গ্রুপ, ইনস্টিটিউট অফ ফিজিক্স, চাইনিজ একাডেমি অফ সায়েন্সেস/বেইজিং ন্যাশনাল রিসার্চ সেন্টার ফর কনডেন্সড ম্যাটার ফিজিক্স, ধারাবাহিকভাবে এগিয়ে এসেছে কম-শব্দ অপটিক্যাল ফাইবার বীজের উৎস, রৈখিক চার্পড পালস অ্যামপ্লিফিকেশন এবং ইন্ট্রাক্যাভিটি ইলেক্ট্রো-অপটিক্যাল ক্রিস্টাল ফাস্ট ফেজ মড্যুলেশন, ইত্যাদি গ্রহণ করার প্রযুক্তিগত সমাধান এবং টানা শঙ্কু ফোটোনিক ক্রিস্টাল ফাইবার দ্বারা উচ্চ-সংহত সুপারকন্টিনিয়াম স্পেকট্রাম তৈরি করা এবং এর সাথে একত্রিত করা। ইন্টিগ্রেটেড স্ট্রাকচারাল ডিজাইন, তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ, কম্পন বিচ্ছিন্নতা এবং অন্যান্য ইঞ্জিনিয়ারিং ডিজাইনগুলি অপটিক্যাল ফ্রিকোয়েন্সি কম্বের শব্দকে কার্যকরভাবে হ্রাস করেছে। সম্প্রতি, গ্রুপের একজন সহযোগী গবেষক হাইনিয়ান হান এবং পোস্টডক্টরাল ফেলো জিয়াওডং শাও আরও একটি 20W উচ্চ-গড়-শক্তিতে 10-19/1000s এর ক্রমানুসারে আউট-অফ-রিং ফ্রিকোয়েন্সি স্থিতিশীলতা অর্জন করেছেন ফাইবার অপটিক্যাল ফ্রিকোয়েন্সি চিরুনি। এটি বর্তমান সেরা অপটিক্যাল পারমাণবিক ঘড়িগুলির ফ্রিকোয়েন্সি স্থায়িত্বে পৌঁছেছে বলে জানা যায়, এবং এটি এখনও পর্যন্ত উচ্চ শক্তির অপটিক্যাল ফ্রিকোয়েন্সি কম্ব দ্বারা অর্জিত সর্বোত্তম ফলাফল। চিত্র 1 দুটি অভিন্ন হাই-পাওয়ার অপটিক্যাল ফাইবার কম্ব ইঞ্জিনিয়ারিং প্রোটোটাইপ এবং ফ্রিকোয়েন্সি স্থায়িত্ব পরিমাপ করার জন্য অতিরিক্ত-কণাকার দ্বৈত অপটিক্যাল কম্ব তুলনার পরিকল্পিত চিত্র দেখায়।
একটি স্ব-নির্মিত ননলাইনারলি পোলারাইজড রোটেশনালি মোড-লকড (এনপিআর) ফাইবার লেজার অসিলেটরটি গবেষণায় ফেমটোসেকেন্ড বীজ পালস উত্স হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছিল এবং একটি উচ্চ-পাওয়ার ফেমটোসেকেন্ড লেজার আউটপুট যার গড় শক্তি 20 ওয়াটের বেশি এবং একটি পালস প্রস্থ 75। fs রৈখিক ফাইবার চিপড পালস পরিবর্ধন (CPA) এর পরে প্রাপ্ত হয়েছিল। ক্যারিয়ার এনভেলপ ফেজ শিফট (CEO) ফ্রিকোয়েন্সির লকড ফ্রিকোয়েন্সি স্থিতিশীলতা হল 1.5×10-17/s। অপটিক্যাল ফ্রিকোয়েন্সি লকিং-এ, অসিলেটর এবং অ্যামপ্লিফায়ারের বিভিন্ন শাখা থেকে ফেমটোসেকেন্ড পালস আউটপুটকে সুপার-স্টেবল রেফারেন্স লেজার দিয়ে আলাদাভাবে ট্যাপ করা হয় এবং যদি অ্যামপ্লিফায়ারের ট্যাপ করা সংকেত লকিংয়ের জন্য ব্যবহার করা হয়, তাহলে উচ্চ-শক্তির পরিমাপকৃত ফ্রিকোয়েন্সি স্থিতিশীলতা। পরিবর্ধিত লেজার রিং 2×10-18/s এ পৌঁছাতে পারে, যখন শুধুমাত্র CPA এর ক্ষেত্রে, ফ্রিকোয়েন্সি স্থায়িত্ব 2×10-18/s এ পৌঁছাতে পারে এবং শুধুমাত্র CPA-এর ক্ষেত্রে, ফ্রিকোয়েন্সি স্থিতিশীলতা 2×10-18/সেকেন্ডে পৌঁছাতে পারে। -18/s, অসিলেটর থেকে শুধুমাত্র ফেমটোসেকেন্ড পালস আউটপুট লক করার ক্ষেত্রে, যদি অ্যামপ্লিফায়ারকে অবাধে চালানোর অনুমতি দেওয়া হয়, তবে ফ্রিকোয়েন্সি স্থিতিশীলতা শুধুমাত্র 10-15/s এ পৌঁছাতে পারে, যা তিনটি অর্ডার এর মাত্রা আরও খারাপ। নয়েজ পাওয়ার স্পেকট্রাম বিশ্লেষণ দেখায় যে পরিবর্ধকটি প্রচুর পরিমাণে কম-ফ্রিকোয়েন্সি শব্দের প্রবর্তন করে, যা অপটিক্যাল ফ্রিকোয়েন্সি কম্ব ফ্রিকোয়েন্সির দীর্ঘমেয়াদী স্থায়িত্বের উপর একটি উল্লেখযোগ্য প্রভাব ফেলে, এবং পার্থক্যটি এমনকি চারটি ক্রম মাত্রার সমান। 1000 সেকেন্ডের একটি গেট সময়, যেমন চিত্র 2 (ক) এ দেখানো হয়েছে। উপরন্তু, ফেজ নয়েজ বিশ্লেষণের ফলাফল, যা ফ্রিকোয়েন্সির স্বল্প-মেয়াদী স্থায়িত্বকে চিহ্নিত করে, এছাড়াও দেখায় যে শব্দ নিয়ন্ত্রণ ব্যবস্থার একটি সিরিজের পরে, পরিবর্ধক দ্বারা প্রবর্তিত উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি শব্দটি খুব ছোট এবং এটি প্রভাবিত করে না। সিস্টেমের স্বল্পমেয়াদী স্থিতিশীলতা।
ব্যবহারিক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে এই উচ্চ-গড়-পাওয়ার অপটিক্যাল ফ্রিকোয়েন্সি কম্বের ফ্রিকোয়েন্সি স্থিতিশীলতার কার্যকারিতা মূল্যায়ন করার জন্য, দুটি 20W উচ্চ-শক্তি ফাইবার লেজার ফ্রিকোয়েন্সি কম্ব এই গবেষণায় প্রথমবারের জন্য পরিমাপ করা হয়। পরিমাপের ফলাফলগুলি দেখায় যে 1 সেকেন্ড ইন্টিগ্রেশন টাইমে আউট-অফ-রিং ফ্রিকোয়েন্সির সাধারণ স্থায়িত্বের মান হল 4.35×10-17/s, এবং 1000 সেকেন্ড ইন্টিগ্রেশন সময়ে 6.54×10-19 এ কমে যায়, যেমন চিত্র 2(b) এ দেখানো হয়েছে, যা অনেক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য নতুন দরজা খুলে দেবে যার জন্য উচ্চ শক্তি এবং অপটিক্যাল কম্বসের উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি স্থায়িত্ব প্রয়োজন। এই গবেষণার অগ্রগতি সম্প্রতি অপটিক্স এক্সপ্রেসে "10-19 ফ্রিকোয়েন্সি অস্থিরতার সাথে হাই পাওয়ার অপটিক্যাল ফ্রিকোয়েন্সি কম্ব" (অপ্ট. এক্সপ্রেস 31(20)) শিরোনামে প্রকাশিত হয়েছে। (অপটিক্স এক্সপ্রেস 31(20), 32813-32823 (2023))। নিবন্ধটির প্রথম লেখক হলেন জিয়াওডং শাও, এবং সহ-তত্ত্বাবধায়ক হলেন ঝিয়ে ওয়েই এবং হাইনিয়ান হান। এই কাজটি চাইনিজ একাডেমি অফ সায়েন্সেসের পাইলট প্রোগ্রাম (XDA1502040404, XDB210104004) এবং চীনের ন্যাশনাল ন্যাচারাল সায়েন্স ফাউন্ডেশন (60808007, 61378040, 11078022, 91850209) দ্বারা সমর্থিত ছিল।
একটি 20W হাই-পাওয়ার অপটিক্যাল ফাইবার ফ্রিকোয়েন্সি কম্ব যার সাথে 10-19ম অর্ডার এক্সট্রা-ক্যানুলার ফ্রিকোয়েন্সি স্থায়িত্ব।
চিত্র 1 (ক) হাই পাওয়ার ফাইবার অপটিক অপটিক্যাল কম্বের ইঞ্জিনিয়ারড নীতি প্রোটোটাইপের ফটোগ্রাফ, (খ) হাই পাওয়ার অপটিক্যাল ফ্রিকোয়েন্সি কম্বের অতিরিক্ত-রিং ফ্রিকোয়েন্সি স্থিতিশীলতার পরিমাপের পরিকল্পিত চিত্র
চিত্র 2 (ক) অসিলেটর এবং অ্যামপ্লিফায়ারের ফ্রিকোয়েন্সি স্থিতিশীলতা আলাদাভাবে লক করা, (খ) রিং-এর বাইরে তুলনা সহ উচ্চ শক্তির অপটিক্যাল ফ্রিকোয়েন্সি কম্বের ফ্রিকোয়েন্সি স্থায়িত্ব
