পালস লেজার কি?

লেজার পালস তৈরির সবচেয়ে সরাসরি উপায় হল ধ্রুবক লেজারের বাইরে একটি মডুলেটর যোগ করা। এই পদ্ধতিটি দ্রুততম পিকোসেকেন্ড স্তরের পালস তৈরি করতে পারে। যদিও এটি সহজ, তবে এটি সহজ এবং সহজ।এটি আলোর শক্তি অপচয় করে এবং শীর্ষ শক্তি অবিচ্ছিন্ন আলোর শক্তি অতিক্রম করতে পারে নাঅতএব, লেজার ইমপ্লান্ট উৎপন্ন করার একটি আরো কার্যকর উপায় হল লেজার গহ্বরকে মডুলেট করা, ইমপ্লান্ট ট্রেনের বন্ধ সময়ে শক্তি সঞ্চয় করা এবং সময়মতো এটি মুক্তি দেওয়া।দুটি পদ্ধতির তুলনা নিম্নরূপঃ:

লেজার গহ্বর মডুলেশনের মাধ্যমে ইমপলস তৈরির জন্য চারটি সাধারণভাবে ব্যবহৃত কৌশল হ'ল লাভ সুইচিং, কিউ-সুইচিং (ক্ষতি সুইচিং), গহ্বর খালি করা এবং মোড-লকিং।

গেইন সুইচ পাম্প পাওয়ার মডুলেট করে সংক্ষিপ্ত ইমপ্লান্ট উৎপন্ন করে।অর্ধপরিবাহী লাভ-সুইচড লেজারগুলি বর্তমান মডুলেশনের মাধ্যমে কয়েক ন্যানোসেকেন্ড থেকে একশো পিকোসেকেন্ড পর্যন্ত ইমপ্লান্স তৈরি করতে পারেযদিও পালস শক্তি কম, এই পদ্ধতি খুব নমনীয়, যেমন নিয়মিত পুনরাবৃত্তি হার এবং পালস প্রস্থ প্রদান করে।

শক্তিশালী ন্যানোসেকেন্ডের ধাক্কা সাধারণত Q- সুইচড লেজার দ্বারা উৎপন্ন হয়। লেজারটি গহ্বরে বেশ কয়েকটি রাউন্ড ট্রিপের মধ্যে নির্গত হয়,এবং স্পন্দন শক্তি কয়েক মিলিজোল থেকে কয়েক জোল পর্যন্ত হয়, যা বিশেষভাবে সিস্টেমের আকারের সাথে সম্পর্কিত।

মাঝারি-শক্তি (সাধারণত 1 μJ এর নিচে) পিকোসেকেন্ড এবং ফেমটোসেকেন্ডের ইমপ্লান্স প্রধানত মোড-লক লেজার দ্বারা উত্পাদিত হয়।লেজার রেজোনেন্স গহ্বরের মধ্যে অবিচ্ছিন্ন চক্র এক বা একাধিক অতি সংক্ষিপ্ত পালস আছে. প্রতিটি সময় গহ্বর পালস আউটপুট কাপলিং মিরর মাধ্যমে পাস, এটি একটি পালস emits, এবং পুনরাবৃত্তি ফ্রিকোয়েন্সি সাধারণত 10 MHz এবং 100 GHz মধ্যে হয়।নিম্নলিখিত চিত্র একটি সম্পূর্ণরূপে স্বাভাবিক ছড়িয়ে (ANDi) dissipative soliton femtosecond ফাইবার লেজার ডিভাইস দেখায়এর অধিকাংশই থরল্যাবের স্ট্যান্ডার্ড উপাদান (ফাইবার, লেন্স, মাউন্টিং সিট এবং ডিসপ্লেসমেন্ট স্টেজ) ব্যবহার করে তৈরি করা যায়।

গহ্বর ভেন্টিং প্রযুক্তি কেবল Q- সুইচড লেজারে নয় বরং কম পুনরাবৃত্তি হারে পালস শক্তি বাড়ানোর জন্য মোড-লক লেজারেও প্রয়োগ করা যেতে পারে।

সময়-ডোমেইন এবং ফ্রিকোয়েন্সি-ডোমেইন ইমপ্লান্স
সময়ের সাথে পালস পরিবর্তনের রৈখিক আকৃতি সাধারণত সহজ এবং গাউসিয়ান এবং সিচ 2 ফাংশন দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা যেতে পারে।পালস সময় (পালস প্রস্থ হিসাবেও পরিচিত) সাধারণত অর্ধ-উচ্চতা প্রস্থ (এফডব্লিউএইচএম) মান দ্বারা প্রকাশ করা হয়ন্যানোসেকেন্ড স্তরের সংক্ষিপ্ত ইমপ্লান্স Q- সুইচড লেজারের দ্বারা উত্পন্ন হয়,এবং আল্ট্রা-করেট ইমপ্লান্স (ইউএসপি) দশগুলি পিকোসেকেন্ড থেকে ফেমটোসেকেন্ড পর্যন্ত মোড-লক লেজারের দ্বারা উত্পাদিত হয়. উচ্চ গতির ইলেকট্রনিক্স শুধুমাত্র কয়েক ডজন পিকোসেকেন্ডের পালসগুলি দ্রুততম সময়ে পরিমাপ করতে পারে। স্বয়ংক্রিয় সংশ্লেষক, ফ্রগ এবং স্পাইডার এর মতো খাঁটি অপটিক্যাল কৌশলগুলির মাধ্যমে কেবলমাত্র সংক্ষিপ্ত পালসগুলি পরিমাপ করা যায়।

যদি পলসের আকৃতি জানা থাকে, তবে পলসের শক্তি (Ep), পিক পাওয়ার (Pp), এবং পলসের প্রস্থ (tp) এর মধ্যে সম্পর্ক নিম্নলিখিত সূত্র অনুযায়ী গণনা করা হয়ঃ

এর মধ্যে, fs হল স্পন্দনের আকারের সাথে সম্পর্কিত একটি সহগ, প্রায় 0.94 গাউসিয়ান স্পন্দনের জন্য এবং প্রায় 0.88 সিচ 2 স্পন্দনের জন্য, তবে সাধারণভাবে এটি প্রায় 1 হিসাবে গণনা করা হয়।

একটি স্পন্দনের ব্যান্ডউইথ ফ্রিকোয়েন্সি, তরঙ্গদৈর্ঘ্য বা কৌণিক ফ্রিকোয়েন্সি দ্বারা প্রকাশ করা যেতে পারে। যদি ব্যান্ডউইথ ছোট হয়, তাহলে নিম্নলিখিত সূত্র ব্যবহার করে তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডউইথ রূপান্তর করা হয়,যেখানে λ এবং ν হল কেন্দ্রীয় তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং যথাক্রমে ফ্রিকোয়েন্সি, এবং Δλ এবং Δν হ'ল তরঙ্গদৈর্ঘ্য এবং ফ্রিকোয়েন্সি অনুযায়ী প্রকাশিত ব্যান্ডউইথ।

ব্যান্ডউইথ সীমা pulse
একটি নির্দিষ্ট পালস আকৃতির জন্য, যখন কোনও চিৎকার নেই তখন পালসের বর্ণালী প্রস্থ সবচেয়ে ছোট। এই সময়ে, আমরা এটিকে ব্যান্ডউইথ-সীমিত বা ফুরিয়ে রূপান্তর সীমা পালস বলি।তার পালস সময় এবং ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডউইথের পণ্য একটি ধ্রুবক, এবং এই ধ্রুবককে টাইম-ব্যান্ডউইথ পণ্য (টিবিপি) বলা হয়। ব্যান্ডউইথ-সীমিত গাউসিয়ান এবং সিচ 2 পালসগুলির সময়-ব্যান্ডউইথ পণ্যগুলি প্রায় 0.441 এবং 0।315এর উপর ভিত্তি করে, প্রকৃত পালস এবং সমষ্টিগত গ্রুপ বিলম্ব বিচ্ছিন্নতার চিপ পরিমাণও গণনা করা যেতে পারে।

সুতরাং, পালস প্রস্থ যতই সংকীর্ণ, ফুরিয়ার বর্ণালী ততই বিস্তৃত। উদাহরণস্বরূপ, 10 fs পালসের ব্যান্ডউইথ কমপক্ষে 30 THz এর অর্ডার হতে হবে,যখন একটি অ্যাটোসেকেন্ডের স্পন্দনের ব্যান্ডউইথ আরও বেশি, এবং এর কেন্দ্রীয় ফ্রিকোয়েন্সি দৃশ্যমান আলোর ফ্রিকোয়েন্সির চেয়ে অনেক বেশি হতে হবে।

পল্সের প্রস্থকে প্রভাবিতকারী কারণসমূহ

যদিও ন্যানোসেকেন্ড বা আরও দীর্ঘ পালসের পালস প্রসারণের সময় খুব কমই পরিবর্তিত হয়, এমনকি দীর্ঘ দূরত্বেও, অতি সংক্ষিপ্ত পালস বিভিন্ন কারণের দ্বারা প্রভাবিত হতে পারেঃ

বিচ্ছিন্নতা উল্লেখযোগ্যভাবে পালস প্রসারিত হতে পারে, কিন্তু এটি বিপরীত বিচ্ছিন্নতার সাথে পুনরায় সংকুচিত হতে পারে।নিম্নলিখিত চিত্রটি থরল্যাবস ফেমটোসেকেন্ড ইমপ্লাস কম্প্রেসার মাইক্রোস্কোপ বিচ্ছিন্নতার ক্ষতিপূরণ দেওয়ার কাজ নীতির চিত্র দেখায়.

অ-রৈখিকতা সাধারণত পালসের প্রস্থকে সরাসরি প্রভাবিত করে না, তবে এটি ব্যান্ডউইথকে প্রশস্ত করে তুলবে, যা প্রসারণের সময় পালসকে ছড়িয়ে পড়ার জন্য আরও সংবেদনশীল করে তুলবে।

যে কোনও ধরণের অপটিক্যাল ফাইবার (সীমিত ব্যান্ডউইথ সহ অন্যান্য গেইন মিডিয়া সহ) অতি সংক্ষিপ্ত পালসের ব্যান্ডউইথ বা আকৃতিকে প্রভাবিত করতে পারে এবং ব্যান্ডউইথের হ্রাস সময়ের প্রসারণের দিকে পরিচালিত করতে পারে।এছাড়াও এমন কিছু ঘটনা আছে যেখানে স্পেকট্রামটি সংকীর্ণ হওয়ায় শক্তিশালীভাবে চিৎকার করা পালসগুলির পালস প্রস্থ সংক্ষিপ্ত হয়.