সাংহাই ইনস্টিটিউট অফ অপটিক্যাল মেকানিক্স টেরাওয়াট ঘূর্ণি পালস জেনারেশনে নতুন অগ্রগতি করেছে

সম্প্রতি, চাইনিজ একাডেমি অফ সায়েন্সেস (CAS) এর সাংহাই ইনস্টিটিউট অফ অপটিক্স অ্যান্ড প্রিসিশন মেশিনারি (SIPM) এর স্ট্রং-ফিল্ড লেজার ফিজিক্সের স্টেট কী ল্যাবরেটরি টেরাওয়াট পিরিয়ড স্কেল শর্ট-ওয়েভ ইনফ্রারেড ঘূর্ণি পালস জেনারেশনে নতুন অগ্রগতি করেছে। গবেষণা দল উচ্চ-শক্তি ঘূর্ণি লেজার আউটপুট উপলব্ধি করার জন্য অপটিক্যাল প্যারামেট্রিক চিপড পালস অ্যামপ্লিফিকেশন (OPCPA) এর সাথে একটি অভিনব অপটিক্যাল ফিল্ড মডুলেশন কৌশল যুক্ত করেছে। ক্যাসকেডেড থিন-ফিল্ম ননলাইনার পোস্ট-পালস কম্প্রেশন কৌশলের উপর ভিত্তি করে, টেরাওয়াট পিরিয়ড স্কেলে স্বল্প-তরঙ্গ ইনফ্রারেড ঘূর্ণি ডালের আউটপুট প্রথমবারের মতো উপলব্ধি করা হয়েছে। সম্পর্কিত ফলাফলগুলি আল্ট্রাফাস্ট সায়েন্সে "টেরওয়াট-ক্লাস ফিউ-সাইকেল শর্ট-ওয়েভ ইনফ্রারেড ভার্টেক্স লেজার" হিসাবে প্রকাশিত হয়েছিল।
ঘূর্ণি আলো হল একটি হেলিকাল ওয়েভফ্রন্ট সহ একটি স্থানিক কাঠামোযুক্ত মরীচি, যা টরয়েডাল স্থানিক তীব্রতা বন্টন এবং অরবিটাল কৌণিক ভরবেগ বহন করার বৈশিষ্ট্যের কারণে কোয়ান্টাম তথ্য, সুপার-রেজোলিউশন মাইক্রোস্কোপি এবং অপটিক্যাল টুইজারে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়েছে। উপরন্তু, অরবিটাল কৌণিক ভরবেগকে অতি-তীব্র আল্ট্রাশর্ট লেজারে সংযুক্ত করা শক্তিশালী প্রযুক্তিগত সহায়তা এবং ঘূর্ণি শক্তিশালী-ক্ষেত্রের পদার্থবিদ্যা এবং ননলাইনার ঘূর্ণি ঘটনার জন্য একেবারে নতুন পরীক্ষামূলক উপায় প্রদান করতে পারে। ঘূর্ণি কণা বিম এবং গৌণ বিকিরণ (যেমন, বিচ্ছিন্ন অ্যাটোসেকেন্ড অপটিক্যাল ঘূর্ণি, টেরাহার্টজ ঘূর্ণি) চালানোর ক্ষেত্রে উচ্চ তীব্রতার সময়ের স্কেলের ঘূর্ণি লেজারগুলির বিস্তৃত প্রয়োগ রয়েছে। যাইহোক, লেজার পরিবর্ধন এবং সংকোচনের জন্য ঘূর্ণি ফেজ কাঠামো বজায় রাখতে অসুবিধার কারণে উচ্চ-তীব্রতার আল্ট্রাশর্ট ঘূর্ণি ডালগুলির প্রজন্ম এখনও অনুসন্ধানমূলক পর্যায়ে রয়েছে।

চিত্র 1 পরীক্ষামূলক সেটআপ

চিত্র 2 (a, c, e) OPCPA-এর পরিবর্ধিত আউটপুটের প্রথম-, দ্বিতীয়- এবং তৃতীয়-ক্রম ঘূর্ণি স্পট মানচিত্র; (b, d, f) ঘূর্ণি রশ্মির কলাম লেন্স ফোকাল স্ট্রাইপ।
এই গবেষণায়, গবেষকরা OPCPA কৌশলের সাথে স্থানিক ফেজ মড্যুলেশনকে একত্রিত করে 1.45 μm এর একটি উচ্চ-শক্তি ঘূর্ণি লেজারের আউটপুট উপলব্ধি করেছেন এবং মহাকাশে আউটপুট ঘূর্ণি লেজারের সংক্রমণ স্থিতিশীলতা যাচাই করেছেন। ক্যাসকেডেড থিন-ফিল্ম পোস্ট-পালস কম্প্রেশন টেকনিকের উপর ভিত্তি করে, টেরাওয়াট-স্কেল পিরিয়ড-স্কেল শর্ট-ওয়েভ ইনফ্রারেড ঘূর্ণি পালস আউটপুট 13.7 mJ/10.59 fs প্রথমবারের মতো ঘূর্ণি ফেজ গঠনকে ধ্বংস না করে উপলব্ধি করা হয়েছে। এই প্রোগ্রামটি অরৈখিক ঘূর্ণি ঘটনার জন্য প্রযুক্তিগত সহায়তা প্রদান করতে পারে, এবং অতি দ্রুত অরবিটাল কৌণিক ভরবেগ পদার্থবিদ্যার অধ্যয়নের জন্য একটি ভিত্তি প্রদান করতে পারে।

চিত্র 3 সংকুচিত ঘূর্ণি নাড়ির সময়-ডোমেন পরিমাপ