পাওয়ার বনাম পালস প্রস্থের দ্বিধা? ফিল্ড সংশ্লেষণের মাধ্যমে 100 টি টিডব্লিউ পিক পাওয়ার 4.3 এফএস সাব - বাইপোলার লেজার ডালগুলির তরঙ্গরূপ নিয়ন্ত্রণ করা
পদার্থ এবং অতিমাত্রায় গতিশীল প্রক্রিয়াগুলির চরম রাজ্যগুলি অন্বেষণের জন্য একটি মূল সরঞ্জাম হিসাবে, ফেমটোসেকেন্ড আল্ট্রা - শর্ট লেজার পালস প্রযুক্তি আধুনিক অপটিক্সে একটি কাটিয়া - প্রান্ত ফোকাস হিসাবে রয়ে গেছে। সম্প্রতি, সুইডেনের উমেই বিশ্ববিদ্যালয় থেকে একটি আন্তর্জাতিক গবেষণা দল এবং হাঙ্গেরির এলি আল্পস রিসার্চ সেন্টার সফলভাবে শক্তি - পালস প্রস্থ বাণিজ্য - বন্ধ traditional তিহ্যবাহী আল্ট্রা-} শর্ট পালস লেজার সিস্টেমকে অপটিক্যাল প্যারামিট্রিক চিপ্পার এমপ্লিফিকেশন নিয়োগ করে (অপটিক্যাল প্যালেস চিপ্পিএইচপিএইচপিআইপিআইপিআইএলএস সিস্টেমে ব্যবহার করে। তারা সাব - দুটি - চক্র লেজার আউটপুটটি 100 টিডব্লিউ এর শিখর শক্তি এবং মাত্র 4.3 এফএসের একটি পালস সময়কাল অর্জন করেছে। এই কাজটি পরবর্তী - প্রজন্মের অ্যাটোসেকেন্ড বিজ্ঞান, আপেক্ষিক লেজার প্লাজমা পদার্থবিজ্ঞান এবং চরম অপটিক্সের জন্য সমালোচনামূলক প্রযুক্তিগত সহায়তা সরবরাহ করে। "ওয়েভফর্ম- উপ -15}} দুটি - চক্র ডালগুলির 100 টি টিইউ পিক পাওয়ার লেভেল" এর নিয়ন্ত্রিত ক্ষেত্রের সংশ্লেষণ শিরোনামে, এটি অধ্যয়নটি প্রকৃতি ফোটোনিক্সের সর্বশেষ সংখ্যায় প্রকাশিত হয়েছিল।
যখন "সংক্ষিপ্ততম" মিলিত হয় "শক্তিশালী"
আল্ট্রাফাস্ট লেজার প্রযুক্তি গত কয়েক দশক ধরে উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি করেছে, দুটি দিক থেকে বিকশিত হয়েছে: একদিকে, চরম শারীরিক পরিস্থিতি তৈরির জন্য উচ্চতর শিখর শক্তি অনুসরণ করে; অন্যদিকে, উচ্চতর টেম্পোরাল রেজোলিউশন অর্জনের জন্য সংক্ষিপ্ত পালস সময়সীমা অনুসরণ করা। Traditional তিহ্যবাহী লেজার সিস্টেমগুলির শারীরিক সীমাবদ্ধতাগুলি "শক্তি সংরক্ষণ আইন" এর মতো কাজ করে: সংক্ষিপ্ত ডাল অর্জনের জন্য, একটি বিস্তৃত বর্ণালী ব্যান্ডউইথ প্রয়োজন, তবে বেশিরভাগ লেজার লাভ মিডিয়াতে সীমাবদ্ধ ব্যান্ডউইথ রয়েছে; উচ্চতর শক্তি অর্জনের জন্য, দীর্ঘতর প্রশস্তকরণ দূরত্ব এবং বৃহত্তর শক্তি সঞ্চয় প্রয়োজন, যা ফলস্বরূপ নাড়ি সংকোচনের সীমা সীমাবদ্ধ করে।
Traditional তিহ্যবাহী টাইটানিয়াম নীলকান্তমণি লেজার সিস্টেমগুলির সাথে তুলনা করে, অপটিক্যাল প্যারামেট্রিক চিপড পালস পরিবর্ধন (ওপিসিপিএ) প্রযুক্তি একটি বৃহত্তর লাভ ব্যান্ডউইথথকে সমর্থন করে, যা সাব - চক্র ডাল অর্জন করা সম্ভব করে তোলে। যাইহোক, সত্যই 100 টি - স্তরের পাওয়ার আউটপুট অর্জনের জন্য, ওপিসিপিএ প্রযুক্তি অসংখ্য প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জগুলির মুখোমুখি: আল্ট্রা - প্রশস্ত ব্যান্ডউইথথ বজায় রেখে কীভাবে দক্ষ শক্তি পরিবর্ধন অর্জন করবেন? কীভাবে ক্যারিয়ার খাম ফেজ (সিইপি) এর দীর্ঘ - মেয়াদ স্থায়িত্ব নিশ্চিত করবেন? প্রাক - ডাল হস্তক্ষেপ এড়াতে কীভাবে পর্যাপ্ত উচ্চ অস্থায়ী বৈসাদৃশ্য অর্জন করবেন?
এই গবেষণা কাজে, লেখক দল দুটি দিক থেকে উদ্ভাবন করেছে: সুসংগত ক্ষেত্র সংশ্লেষণ এবং বর্ধিত ওপিসিপিএ ডিজাইন, নিয়মিতভাবে মূল প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ যেমন শক্তি - পালস প্রস্থ বাণিজ্য - বন্ধ, পর্যায় স্থিতিশীলতা এবং traditional তিহ্যবাহী আল্ট্রা-}}}}}}}}}}}}
সুসংগত ক্ষেত্র সংশ্লেষণ এবং বর্ধিত ওপিসিপিএ ডিজাইন
সাব - বাইপোলার আল্ট্রা - সংক্ষিপ্ত ডাল উত্পন্ন করতে, পর্যাপ্ত প্রশস্ত বর্ণালী ব্যান্ডউইথ উত্পাদন করা প্রথমে প্রয়োজন। দলটি সিরিয়াল সুসংগত ক্ষেত্র সংশ্লেষণ প্রযুক্তি নিযুক্ত করেছে, পুরো বর্ণালী পরিসীমা (580–1020 এনএম) কে পৃথক পরিবর্ধনের জন্য দুটি পরিপূরক অঞ্চলে বিভক্ত করে, তার পরে সুসংগত সংশ্লেষণ। চিত্র 1 -তে দেখানো হয়েছে, দলের লাইট ওয়েভ সিনথেসাইজার 100 (এলডাব্লুএস 100) সিস্টেমটি একটি তিনটি - পর্যায় বর্ধিত ওপিসিপিএ কাঠামো নিয়োগ করে। প্রতিটি পর্যায়ে দুটি অপটিক্যাল প্যারামেট্রিক এম্প্লিফায়ার অন্তর্ভুক্ত রয়েছে: একটি 532 এনএম দ্বিতীয় সুরেলা প্রজন্ম দ্বারা পাম্প করা, রেড লাইট অঞ্চলকে প্রশস্ত করার জন্য দায়ী (700-1010 এনএম); এবং অন্যটি তৃতীয় সুরেলা দ্বারা 355 এনএম এ পাম্প করা, নীল আলো অঞ্চলকে প্রশস্ত করার জন্য দায়ী (580–700 এনএম)। এই নকশাটি বিভাগযুক্ত পরিবর্ধন অর্জন করে, একটি অর্কেস্ট্রা বিভিন্ন বিভাগকে পৃথকভাবে প্রশিক্ষণ দেওয়ার অনুরূপ, বিভিন্ন ফ্রিকোয়েন্সি উপাদানগুলির মধ্যে পর্যায় সুসংহততা বজায় রেখে প্রতিটি বর্ণালী উপাদানটির দক্ষ প্রশস্তকরণ নিশ্চিত করে।
চিত্র 1 এলডাব্লুএস 100 বর্ধিত ওপিসিপিএর সেটআপ
সিস্টেমটি - ফেজ - ম্যাচযুক্ত বোরন - ডোপড বেরিয়াম বোরাট (বিবিও) স্ফটিকগুলিকে ননলাইনার মাধ্যম হিসাবে নিয়োগ করে। গবেষণা দলটি স্পষ্টভাবে নিয়ন্ত্রণ করেছে - ম্যাচিং কোণ (নীল আলো অঞ্চলের জন্য θ=34.54 ডিগ্রি এবং রেড লাইট অঞ্চলের জন্য θ θ=23.73 ডিগ্রি) এবং বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যগুলিতে আলোর সিঙ্ক্রোনাইজড পরিবর্ধন নিশ্চিত করার জন্য নন -} ডিগ্রি।
চিত্র 2 বর্ণালী পরিমাপ (ক) এবং সিমুলেশন (খ) এলডাব্লুএস 100 এ বিবর্তন
একাধিক ডেটা মেট্রিকগুলি ব্যতিক্রমী সিস্টেমের কার্যকারিতা প্রকাশ করে
চরম ফোকাস এবং তীব্রতা অগ্রগতি
The typical spectrum of the LWS100 on a linear scale is shown in Figure 3, with a central wavelength of 780 nm. The corresponding time intensity shown in Figure 3(b) has a full width at half maximum (FWHM) duration of 4.3 fs, equivalent to 1.67 optical cycles, thus approaching the Fourier limit within a 2–3% range. This short duration confirms coherent field synthesis from two spectral ranges at the 100 TW power level, where each range alone could only support longer pulses (>7 এফএস)।
চিত্র 3 বর্ণালী, অস্থায়ী এবং এলডাব্লুএস 100 এর স্থানিক বৈশিষ্ট্য
ওয়েভফর্ম স্থায়িত্ব এবং বিপরীতে
সাব - ডাবল - চক্র লেজার ডালগুলির জন্য, ক্যারিয়ার খাম ফেজ (সিইপি) এর স্থায়িত্ব গুরুত্বপূর্ণ। সিইপি ক্যারিয়ার এবং খামের মধ্যে আপেক্ষিক পর্যায়ের সম্পর্কের বর্ণনা দেয় এবং এমনকি ছোটখাটো পরিবর্তনগুলিও লেজার - পদার্থের ইন্টারঅ্যাকশন প্রক্রিয়াটিকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করতে পারে। দলটি একটি প্যাসিভ সিইপি - স্থিতিশীল ফ্রন্ট - শেষ নকশা গ্রহণ করেছে, পার্থক্য ফ্রিকোয়েন্সি জেনারেশন (ডিএফজি) প্রক্রিয়াটির মাধ্যমে প্রাকৃতিক পর্যায়ে লকিং অর্জন করে। চিত্র 4 -তে দেখানো হয়েছে, সিস্টেমটি সিইপি স্থিতিশীলতা অর্জন করে<100 mrad at the front end, and through feedback control, the overall system CEP stability reaches an excellent level of <300 mrad. During a continuous one-hour test, the system demonstrated outstanding long-term stability, with CEP drift consistently maintained within the 2π range, providing reliable assurance for attosecond science experiments requiring extremely high phase precision.
চিত্র 4 তরঙ্গরূপ স্থায়িত্ব এবং LWS100 এর বিপরীতে
উচ্চ - পাওয়ার লেজার সিস্টেমগুলির জন্য আরেকটি সমালোচনামূলক মেট্রিক হ'ল টেম্পোরাল কনট্রাস্ট - মূল পালস এবং প্রাক -} নাড়ির মধ্যে তীব্রতা অনুপাত। সম্পূর্ণরূপে ওপিসিপিএ আর্কিটেকচার এবং অনুকূলিত উপাদান বিন্যাসের মাধ্যমে, সিস্টেমটি টেম্পোরাল কনট্রাস্ট অর্জন করে 11 টির মাত্রার চেয়ে বেশি। বিশেষত, প্রথম -} পর্যায় নীল আলো পরিবর্ধক, প্যারামেট্রিক ফ্লুরোসেন্স জেনারেশন কার্যকরভাবে দমন করা হয়, সিস্টেমের বিপরীতে পারফরম্যান্সকে উল্লেখযোগ্যভাবে বাড়িয়ে তোলে, একটি অ্যাকোসটো - অপটিক প্রোগ্রামেবল ডিসপ্রেশন ফিল্টার (ড্যাজলার) স্থাপন করে।
টেম্পোরাল সুপার - রেজোলিউশন
যদিও 4.3 এফএসের একটি পালসের সময়কাল ইতিমধ্যে শারীরিক সীমার কাছাকাছি, দলটি টেম্পোরাল সুপার - রেজোলিউশন প্রযুক্তির প্রয়োগের সম্ভাবনাও প্রদর্শন করেছে। বর্ণালীভাবে প্রশস্ততা রূপদান করে এবং নির্বাচিতভাবে 745–825 এনএম পরিসরে বর্ণালী উপাদানগুলি অপসারণ করে, নাড়ির সময়কালটি আরও কমিয়ে দেওয়া হয়েছিল 3.7 এফএসে, সত্য সাব -4 এফএস পালস আউটপুট অর্জন করে। ফলস্বরূপ, শীর্ষ শক্তি এবং শিখর তীব্রতা হ্রাস করা হয়েছিল মূল পালসের 40% এ, তবে 25 টিডব্লিউ পাওয়ার স্তরটি বিভিন্ন আল্ট্রাফাস্ট বর্ণালী এবং অ্যাটোসেকেন্ড বিজ্ঞান পরীক্ষা -নিরীক্ষাকে সমর্থন করার জন্য যথেষ্ট রয়েছে।
চিত্র 5: সময় সুপার - উপ -4 এফএস ডাল উত্পন্ন করতে LWS100 ব্যবহার করে রেজোলিউশন
অধ্যয়নটি একটি বর্ধিত অপটিক্যাল প্যারামেট্রিক চিপড ডাল পরিবর্ধক প্রদর্শন করে যা তরঙ্গরূপ নিয়ন্ত্রণ এবং আল্ট্রা - আপেক্ষিক তীব্রতা সহ সাব - ডাবল - চক্র ডাল সরবরাহ করে। সিরিয়াল ফিল্ড সংশ্লেষণ জোল - স্তর শক্তি থেকে প্রায় একটি অষ্টভে জুড়ে বর্ণালীটির শক্তিশালী প্রশস্তকরণ সক্ষম করে। এইভাবে, 4.3 এফএস, সিইপি স্থায়িত্ব এবং 300 এমআরএডি এর নীচে আরএমএস স্থায়িত্বের সময়কাল সহ একটি 100 টি টুই - স্তরের পালস তৈরি করা হয়েছিল। কাগজের লেখক, ট্রামস ইউনিভার্সিটির অধ্যাপক লাসলো ভিজে বলেছেন: "এই প্রযুক্তির অগ্রগতি প্রথম - এর মধ্যে 100 টি -} স্তরের শক্তিটির সাথে সাব {{{{}} {বিফাসিক পুলস সময়কালের সাথে একত্রিত হয়ে থাকে} বিফাসিক পুলস সময়কালের সাথে অন্তর্ভুক্ত রয়েছে} অ্যাটোসেকেন্ড পদার্থবিজ্ঞান, চরম ননলাইনার অপটিক্স এবং আপেক্ষিক প্লাজমা পদার্থবিজ্ঞানের মতো ক্ষেত্রগুলি ""
গবেষণা দলটি উল্লেখ করেছে যে এই প্রযুক্তির পুনরাবৃত্তির হার, ব্যান্ডউইথ, নাড়ির সময়কাল এবং শক্তির ক্ষেত্রে সম্ভাব্য স্কেলিবিলিটি রয়েছে (বৃহত্তর পার্শ্বীয় মাত্রা সহ অন্যান্য ননলাইনার স্ফটিক ব্যবহার করে)। ভবিষ্যতে, সিরিয়াল ক্ষেত্রের সংশ্লেষণ এবং বিচ্ছুরণ নিয়ন্ত্রণ কৌশলগুলি বাড়িয়ে, পেটওয়াট পিক পাওয়ারের সাথে সাব - চক্র ডাল তৈরি করা সম্ভব হতে পারে।
