সাম্প্রতিক বছরগুলিতে মিড-ইনফ্রারেড ক্ষেত্রের গবেষণার কেন্দ্রবিন্দুতে ক্ষুদ্র ও উচ্চ-দক্ষতাসম্পন্ন মিড-ইনফ্রারেড লেজারগুলি রয়েছে, যা মধ্য-ইনফ্রারেড বর্ণালী সনাক্তকরণ, অতি সংবেদনশীল আণবিক রিমোট সেন্সিং এবং রিয়েল-টাইম পরিবেশগত পর্যবেক্ষণে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। অরৈখিক ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তরের উপর ভিত্তি করে অন-চিপ মিড-ইনফ্রারেড লেজারগুলি অতি-ব্রডব্যান্ড বর্ণালী আউটপুট এবং অতি-সংক্ষিপ্ত পালস উত্তেজনা অর্জন করার ক্ষমতার কারণে কোয়ান্টাম ক্যাসকেড লেজারের পাশাপাশি ক্ষুদ্রাকৃতির মধ্য-ইনফ্রারেড লেজারগুলির জন্য সবচেয়ে প্রতিশ্রুতিশীল সমাধানগুলির মধ্যে একটি হিসাবে বিবেচিত হয়। যাইহোক, এই ধরণের মধ্য-ইনফ্রারেড লেজারের বর্তমান গবেষণাটি মূলত সিলিকন, জার্মেনিয়াম ইত্যাদির উপর ভিত্তি করে তৃতীয়-ক্রম ননলাইনার ওয়েভগাইড প্ল্যাটফর্মের উপর ফোকাস করে, যেগুলি উপলব্ধি করার জন্য প্রায়শই জটিল এবং সূক্ষ্ম ওয়েভগাইড বিচ্ছুরণ মডুলেশন এবং ক্ষুদ্র অনুরণিত গহ্বরের প্রয়োজন হয়। উচ্চ-দক্ষতা মধ্য-ইনফ্রারেড লেজার আউটপুট। অতএব, ননলাইনার ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তরের উপর ভিত্তি করে সহজ এবং দক্ষ অন-চিপ মিড-ইনফ্রারেড লেজার জেনারেশনের জন্য অনুসন্ধান একটি প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জ যা জরুরিভাবে সমাধান করা প্রয়োজন।
উপরোক্ত প্রধান চাহিদা এবং চ্যালেঞ্জের উপর ভিত্তি করে, সিচুয়ান বিশ্ববিদ্যালয়ের স্কুল অফ ইলেকট্রনিক্স অ্যান্ড ইনফরমেশন টেকনোলজির লিয়াং হাউকুনের দল, শেনজেন ইউনিভার্সিটি অফ টেকনোলজির ইয়াং হুয়ানের দলের সাথে, প্রথমবারের মতো বায়ারফ্রিংজেন্ট ক্রিস্টালের অন-চিপ ইন্টিগ্রেশন সফলভাবে উপলব্ধি করেছে, নির্দেশক নীতির উপর ভিত্তি করে যে "উপাদানের দ্বিতীয়-ক্রম ননলাইনার প্রতিক্রিয়া তৃতীয়-ক্রম ননলাইনার প্রতিক্রিয়ার চেয়ে অনেক বড়" এবং বিদ্যমান পরিপক্ক প্রযুক্তিগুলির সাথে মিলিত, যেমন ওয়েফার বন্ধন, অপটিক্যাল পলিশিং এবং লেজারের সরাসরি লেখার সাথে উচ্চ দক্ষতার সাথে একটি অন-চিপ বিয়ারফ্রিংজেন্ট স্ফটিক বিকাশ করুন। ওয়েফার বন্ডিং, অপটিক্যাল পলিশিং এবং লেজার ডাইরেক্ট রাইটিং এর মতো বিদ্যমান পরিপক্ক প্রযুক্তিগুলিকে একত্রিত করে, আমরা প্রথমবারের মতো বায়ারফ্রিংজেন্ট ক্রিস্টালগুলির অন-চিপ ইন্টিগ্রেশনকে সফলভাবে উপলব্ধি করেছি এবং ননলাইনার ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তরের উপর ভিত্তি করে একটি নতুন মিড-ইনফ্রারেড ওয়েভগাইড প্ল্যাটফর্ম তৈরি করেছি৷ ওয়েভগাইড সাইজ ডিজাইনের মাধ্যমে, বায়ারফ্রিংজেন্ট ফেজ ম্যাচিংয়ের উপর ভিত্তি করে, একটি কম-থ্রেশহোল্ড, উচ্চ-দক্ষ ব্রডব্যান্ড টিউনেবল দীর্ঘ-তরঙ্গদৈর্ঘ্য মিড-ইনফ্রারেড লেজার উপলব্ধি করা হয়েছে, যা কোয়ান্টাম রূপান্তর দক্ষতাকে দুইটি অর্ডারের তুলনায় 74% পর্যন্ত উন্নত করে। প্রথাগত একক-পাস ননলাইনার ফ্রিকোয়েন্সি রূপান্তর আলোর উত্স একটি বাল্ক ক্রিস্টালের উপর ভিত্তি করে, এবং বিদ্যমান মধ্য-ইনফ্রারেড লেজার জেনারেশন থ্রেশহোল্ডকে মাত্রার এক ক্রম দ্বারা হ্রাস করে। এই কাজটি পরবর্তী প্রজন্মের উচ্চ-দক্ষতা মধ্য-ইনফ্রারেড লেজার জেনারেশনের জন্য একটি নতুন গবেষণা দিক এবং অন্যান্য বিয়ারফ্রিংজেন্ট স্ফটিকগুলির ক্ষুদ্রকরণের জন্য একটি অনুকূল নির্দেশিকা প্রদান করে। নিবন্ধটি নেচার কমিউনিকেশনে প্রকাশিত χ(2) ওয়েভগাইডে 74% কোয়ান্টাম দক্ষতা সহ উচ্চ দক্ষ অক্টেভ-স্প্যানিং দীর্ঘ-তরঙ্গদৈর্ঘ্য ইনফ্রারেড প্রজন্ম হিসাবে প্রকাশিত হয়েছে।
সিচুয়ান বিশ্ববিদ্যালয়ের লিয়াং হাউকুনের দল উপন্যাস অন-চিপ মিড-ইনফ্রারেড লেজারের গবেষণায় উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি করেছে।
ওয়েভগাইড ফ্যাব্রিকেশন ফ্লোচার্ট
ডিভাইস ডায়াগ্রাম এবং আউটপুট লেজার বৈশিষ্ট্য
এই কাজটি পরবর্তী প্রজন্মের উচ্চ-দক্ষতা মিড-ইনফ্রারেড লেজার জেনারেশনের জন্য একটি নতুন গবেষণার দিকনির্দেশ প্রদান করে এবং অন্যান্য বিয়ারফ্রিংজেন্ট স্ফটিকগুলির ক্ষুদ্রকরণের জন্য অনুকূল নির্দেশিকা প্রদান করে।
