নতুন প্রযুক্তি আল্ট্রাশর্ট লেজার ডাল তৈরি করতে বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের ফাইবার লেজারকে একত্রিত করে

সম্প্রতি, বার্কলে ল্যাবের এক্সিলারেটর টেকনোলজি অ্যান্ড অ্যাপ্লায়েড ফিজিক্স (এটিএপি) বিভাগের একদল গবেষক একটি নতুন কৌশলের উন্নয়ন ঘোষণা করেছেন যা আল্ট্রাশর্ট লেজার পালস তৈরি করতে বিভিন্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের ফাইবার লেজারকে একত্রিত করতে পারে।
এই কাজটি লেজার প্লাজমা গ্যাস প্যাডেল (এলপিএ) এর বিকাশকে এগিয়ে নিয়ে যেতে পারে, যা উচ্চ-শক্তি পদার্থবিদ্যার সীমানায় ধাক্কা দেওয়ার এবং পদার্থ বিজ্ঞান, ফিউশন গবেষণা এবং অন্যান্য অনেক ক্ষেত্রে আবিষ্কার সক্ষম করার ক্ষমতা রাখে।
লেজার প্লাজমা গ্যাস প্যাডেল (LPAs) প্লাজমার মাধ্যমে চার্জ করা কণাকে 1 পর্যন্ত গতিতে ত্বরান্বিত করতে আল্ট্রাফাস্ট লেজার লাইটের তীব্র স্পন্দন ব্যবহার করে, বর্তমান প্রযুক্তির চেয়ে000 গুণ বেশি দ্রুত, যা মেশিন তৈরি করতে সক্ষম করে যা এর চেয়ে বেশি কম্প্যাক্ট এবং শক্তিশালী প্রচলিত গ্যাস প্যাডেল, এবং নির্মাণ এবং পরিচালনার জন্য কম ব্যয়বহুল।
বর্তমানে, বেশিরভাগ লেজার প্লাজমা গ্যাস প্যাডেল (LPAs) শুধুমাত্র কয়েক হার্টজ (Hz) এর পুনরাবৃত্তি ফ্রিকোয়েন্সি সহ লেজার পালস ব্যবহার করে। যাইহোক, LPA-এর সম্পূর্ণ সম্ভাবনা উপলব্ধি করার জন্য kHz বা উচ্চতর পুনরাবৃত্তি ফ্রিকোয়েন্সিতে অতিশর্ট, উচ্চ-শক্তি লেজার পালস তৈরি করতে সক্ষম উচ্চ-শক্তি লেজার সিস্টেমের প্রয়োজন।
এই সীমাবদ্ধতাগুলি লেজার সিস্টেমগুলিতে খুব চাহিদাপূর্ণ প্রয়োজনীয়তা রাখে যা এই জাতীয় ডাল তৈরি করে। ফলস্বরূপ, গবেষক ফাইবার লেজারের দিকে মনোনিবেশ করেন, যা তিনি বলেন "এখন পর্যন্ত সবচেয়ে দক্ষ উচ্চ-শক্তি লেজার প্রযুক্তি এবং এছাড়াও ব্যাপক শিল্প বিকাশ রয়েছে যা আমাদের কাজে শোষণ করা যেতে পারে।"
যদিও ফাইবার লেজার দ্বারা উত্পন্ন ডালের শক্তি এবং শক্তি স্থান এবং সময়ের মধ্যে একাধিক ডাল একত্রিত করে প্রসারিত করা যেতে পারে, এই ডালগুলি বর্তমানে প্রায় 100 ফেমটোসেকেন্ড (fs), যা লেজার প্লাজমা গ্যাস প্যাডেল (LPAs) চালানোর জন্য যথেষ্ট নয়।
BELLA সেন্টারের গবেষণা বিজ্ঞানীরা, ATAP-এর অংশ, ব্যাখ্যা করেন, "যদিও ফাইবার লেজার সিস্টেমগুলি সর্বোচ্চ ইলেক্ট্রো-অপটিক্যাল পাওয়ার দক্ষতা প্রদান করে - এই সিস্টেমগুলিতে প্রসারিত আল্ট্রাশর্ট লেজার পালসের বর্ণালী সংকীর্ণ হয়।"
"যখন লেজারের ডালগুলিকে এইভাবে প্রসারিত করা হয়, তখন লাভ সংকুচিত হওয়া একটি মৌলিক প্রভাব; নাড়ির বর্ণালী যত সংকীর্ণ হবে, সময়কাল তত বেশি হবে। ফলস্বরূপ, উচ্চ ক্ষমতার ফাইবার লেজারগুলির জন্য 100-এর চেয়ে কম ডাল তৈরি করা খুব চ্যালেঞ্জিং। সেকেন্ড।"
যাইহোক, সংলগ্ন তরঙ্গদৈর্ঘ্যের রেঞ্জে কর্মরত একাধিক লেজারের স্পন্দনগুলিকে বর্ণালীভাবে একত্রিত করে, দলটি (ইঞ্জিনিয়ারিং এর কিয়াং ডু এবং ATAP-এর ড্যান ওয়াং এবং রাসেল উইলকক্স সহ) একটি অতি-বিস্তৃত সম্মিলিত স্পেকট্রাম অর্জন করেছে যা দশ সেকেন্ডের খুব ছোট পালস সমর্থন করতে সক্ষম।
ব্যান্ডউইথ বাড়াতে এবং কয়েক সেকেন্ড দীর্ঘ ডাল তৈরি করতে, গবেষকরা প্রথমে একটি মোড-লকড অসিলেটর এবং একটি ytterbium-doped ফাইবার অ্যামপ্লিফায়ার (YDFA) ব্যবহার করে 100 MHz এর পুনরাবৃত্তি হারে 120-সেকেন্ড পালস তৈরি করেন৷ এগুলিকে একটি ফোটোনিক স্ফটিক ফাইবারে পাঠানো হয়েছিল, এবং এই লেজার ডালের বর্ণালী 27 ন্যানোমিটার (এনএম) থেকে 90 এনএম পর্যন্ত প্রসারিত হয়েছিল।
তারপরে তারা একটি ডাইক্রোইক মিরর ব্যবহার করেছিল, যা লেজারের ডালগুলিকে তীব্রতার উল্লেখযোগ্য ক্ষতি ছাড়াই আলাদা বা একত্রিত করতে দেয়, এইভাবে ডালগুলিকে বর্ণালীভাবে বিভক্ত করে। তারপরে তাদের দুটি পালস শেপারের কাছে পাঠানো হয়েছিল সংশ্লিষ্ট পালস স্পেকট্রার তীব্রতা এবং পর্যায়ের আকার দেওয়ার জন্য। যখন প্রতিফলিত ডালগুলি প্রথম শেপারে পাঠানো হয়, নির্গত ডালগুলি YDFA দ্বারা প্রশস্ত করা হয়, ডালগুলি দ্বিতীয় শেপার দ্বারা গঠিত হয় এবং আরও একটি ডাইক্রোয়িক মিরর দ্বারা বিভক্ত হয়। ফাইবার লেজার থেকে তিনটি চিপড ডাল তারপরে প্রশস্ত করা হয় এবং অতিরিক্ত ডাইক্রোয়িক আয়না ব্যবহার করে পুনরায় সংযুক্ত করা হয়।
এই আল্ট্রা-ব্রডব্যান্ড স্পেকট্রাম সিন্থেটিক পালস শেপিংয়ের সাথে মিলিত হয়ে মাত্র 42 সেকেন্ডের সময়কালের সাথে ডাল তৈরি করে, যা তিনটি ফাইবার চ্যানেল দ্বারা উত্পাদিত ডালের চেয়ে অনেক কম। দলের মতে, এটি একটি বর্ণালী সম্মিলিত ytterbium ফাইবার লেজার সিস্টেম থেকে প্রাপ্ত সবচেয়ে কম পালস লেজারের সময়কাল।
যদিও এই কাজটি এখনও পর্যন্ত কম শক্তিতে অতি দ্রুত ডাল প্রদর্শন করেছে, এটি আল্ট্রাওয়াইডব্যান্ড বর্ণালী সমন্বয় এবং সুসঙ্গত বর্ণালী সংশ্লেষণ পালস শেপিংয়ের মূল নীতিগুলি দেখায় এবং লেজার প্লাজমা গ্যাস প্যাডেল (এলপিএ) চালানোর জন্য ফাইবার লেজারের ব্যবহারে একটি যুগান্তকারী প্রদান করে। ভবিষ্যতে, দলটি আরও পরিবর্ধনের পর্যায়গুলি যোগ করার এবং বহুমাত্রিক কৌশলগুলি প্রয়োগ করার পরিকল্পনা করেছে যা ফাইবার লেজারগুলিকে স্থানিক, অস্থায়ীভাবে এবং বর্ণালীভাবে একত্রিত করতে কয়েক সেকেন্ডের উচ্চ-শক্তি লেজার পালস তৈরি করতে সক্ষম।