সংকীর্ণ লাইন প্রস্থ লেজার

কিছু লেজার অ্যাপ্লিকেশনের জন্য লেজারের একটি খুব সংকীর্ণ লাইনউইথ, অর্থাৎ একটি সংকীর্ণ বর্ণালী থাকা প্রয়োজন। সংকীর্ণ লাইনউইথ লেজারগুলি একক-ফ্রিকোয়েন্সি লেজারগুলিকে বোঝায়, অর্থাৎ লেজারের মানটিতে একটি অনুরণিত গহ্বর মোড রয়েছে এবং ফেজ নয়েজ খুব কম, তাই বর্ণালী বিশুদ্ধতা খুব বেশি। সাধারণত এই ধরনের লেজারের খুব কম তীব্রতার শব্দ থাকে।

সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ ধরনের সরু লাইনউইথ লেজারগুলি নিম্নরূপ:

1. সেমিকন্ডাক্টর লেজার, ডিস্ট্রিবিউটেড ফিডব্যাক লেজার ডায়োড (DFB লেজার) এবং ডিস্ট্রিবিউটেড ব্র্যাগ রিফ্লেকশন লেজার (DBR লেজার), সাধারণত 1500 বা 1000nm অঞ্চলে ব্যবহৃত হয়। সাধারণ অপারেটিং পরামিতিগুলি হল দশ মিলিওয়াট (কখনও কখনও 100 মিলিওয়াটের বেশি) একটি আউটপুট শক্তি এবং বেশ কয়েকটি মেগাহার্টজ লাইনউইথ।

2. সেমিকন্ডাক্টর লেজারের সাহায্যে সংকীর্ণ রেখাপ্রস্থ পাওয়া যেতে পারে, উদাহরণস্বরূপ, একটি ন্যারোব্যান্ড ফাইবার ব্র্যাগ গ্রেটিং যুক্ত একক-মোড ফাইবার দিয়ে অনুরণনকারীকে প্রসারিত করে, বা একটি বহিরাগত ক্যাভিটি ডায়োড লেজার ব্যবহার করে। এই পদ্ধতিটি ব্যবহার করে, বেশ কয়েকটি kHz বা এমনকি 1kHz এর চেয়ে কম একটি অতি-সংকীর্ণ লাইনউইথ অর্জন করা যেতে পারে।

3. ছোট বিতরণকৃত ফিডব্যাক ফাইবার লেজার (বিশেষ ফাইবার ব্র্যাগ গ্রেটিংস দিয়ে তৈরি রেজোনেটর) kHz পরিসরে লাইনউইথ সহ দশ মিলিওয়াটের আউটপুট শক্তি তৈরি করতে পারে।

4. নন-প্ল্যানার রিং রেজোনেটর সহ ডায়োড-পাম্পযুক্ত সলিড-স্টেট বডি লেজারগুলিও কয়েক kHz এর লাইনউইথ পেতে পারে, যখন আউটপুট শক্তি 1W এর অর্ডারে তুলনামূলকভাবে বেশি। যদিও একটি সাধারণ তরঙ্গদৈর্ঘ্য 1064nm, অন্যান্য তরঙ্গদৈর্ঘ্যের অঞ্চল যেমন 1300 বা 1500nmও সম্ভব।

লেজারের সংকীর্ণ লাইনউইথকে প্রভাবিত করার প্রধান কারণগুলি

একটি খুব সংকীর্ণ বিকিরণ ব্যান্ডউইথ (লাইনউইথ) সহ একটি লেজার অর্জন করার জন্য, লেজার ডিজাইনে নিম্নলিখিত বিষয়গুলি বিবেচনা করা প্রয়োজন:

প্রথমত, একক-ফ্রিকোয়েন্সি অপারেশন অর্জন করতে হবে। এটি একটি ছোট লাভ ব্যান্ডউইথ এবং একটি ছোট লেজার গহ্বর (ফলাফল একটি বৃহৎ মুক্ত বর্ণালী পরিসীমা) সহ একটি লাভ মাধ্যম ব্যবহার করে সহজেই অর্জন করা যায়। লক্ষ্য মোড হপিং ছাড়া দীর্ঘমেয়াদী স্থিতিশীল একক ফ্রিকোয়েন্সি অপারেশন হওয়া উচিত।

দ্বিতীয়ত, বাহ্যিক শব্দের প্রভাব কমিয়ে আনতে হবে। এর জন্য একটি স্থিতিশীল রেজোনেটর সেটআপ (একরঙা), বা যান্ত্রিক কম্পনের বিরুদ্ধে বিশেষ সুরক্ষা প্রয়োজন। বৈদ্যুতিকভাবে পাম্প করা লেজারগুলিকে কম-শব্দের কারেন্ট বা ভোল্টেজের উত্স ব্যবহার করতে হবে, যখন অপটিক্যালি পাম্প করা লেজারগুলির পাম্প আলোর উত্স হিসাবে কম তীব্রতার শব্দ থাকা প্রয়োজন। উপরন্তু, সমস্ত প্রতিক্রিয়া আলোক তরঙ্গ এড়াতে হবে, উদাহরণস্বরূপ ফ্যারাডে আইসোলেটর ব্যবহার করে। তাত্ত্বিকভাবে, বাহ্যিক শব্দের অভ্যন্তরীণ শব্দের চেয়ে কম প্রভাব রয়েছে, যেমন লাভের মাধ্যমে স্বতঃস্ফূর্ত নির্গমন। গোলমালের ফ্রিকোয়েন্সি বেশি হলে এটি অর্জন করা সহজ, কিন্তু যখন শব্দের ফ্রিকোয়েন্সি কম হয় তখন লাইনউইথের উপর প্রভাব সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ।

তৃতীয়ত, লেজারের আওয়াজ, বিশেষ করে ফেজ নয়েজ কমানোর জন্য লেজার ডিজাইনকে অপ্টিমাইজ করা দরকার। উচ্চ ইন্ট্রাক্যাভিটি শক্তি এবং দীর্ঘ অনুরণনকারী পছন্দ করা হয়, যদিও স্থিতিশীল একক-ফ্রিকোয়েন্সি অপারেশন এই ক্ষেত্রে অর্জন করা আরও কঠিন।

সিস্টেম অপ্টিমাইজেশানের জন্য বিভিন্ন শব্দের উত্সগুলির গুরুত্ব বোঝার প্রয়োজন, যেহেতু প্রভাবশালী শব্দ উত্সের উপর নির্ভর করে বিভিন্ন পরিমাপ প্রয়োজন। উদাহরণস্বরূপ, শাওলো-টাউনস সমীকরণ অনুযায়ী ন্যূনতম লাইনউইথ অগত্যা প্রকৃত লাইনউইথকে ছোট করে না যদি প্রকৃত লাইনউইথ যান্ত্রিক শব্দ দ্বারা নির্ধারিত হয়।

গোলমাল বৈশিষ্ট্য এবং কর্মক্ষমতা নির্দিষ্টকরণ.

সরু লাইনউইথ লেজারগুলির শব্দ বৈশিষ্ট্য এবং কর্মক্ষমতা মেট্রিক উভয়ই তুচ্ছ সমস্যা। এন্ট্রি লাইনউইথ-এ বিভিন্ন পরিমাপের কৌশল নিয়ে আলোচনা করা হয়েছে, বিশেষ করে কয়েক kHz বা তার কম লাইনউইথের চাহিদা রয়েছে। উপরন্তু, শুধুমাত্র লাইনউইথের মান বিবেচনা করলে সমস্ত শব্দ বৈশিষ্ট্য দেওয়া যায় না; এটি একটি সম্পূর্ণ ফেজ নয়েজ স্পেকট্রাম, সেইসাথে আপেক্ষিক তীব্রতা শব্দ তথ্য প্রদান করা প্রয়োজন। লাইনউইথের মানকে কমপক্ষে পরিমাপের সময় বা অন্যান্য তথ্য যা দীর্ঘমেয়াদী ফ্রিকোয়েন্সি ড্রিফ্টকে বিবেচনা করে তার সাথে একত্রিত করা প্রয়োজন।

অবশ্যই, বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশনের বিভিন্ন প্রয়োজনীয়তা রয়েছে এবং বিভিন্ন বাস্তব পরিস্থিতিতে কোন স্তরের শব্দ কর্মক্ষমতা সূচক বিবেচনা করা দরকার।

ন্যারো লাইনউইথ লেজারের অ্যাপ্লিকেশন

1. একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ অ্যাপ্লিকেশন হল সেন্সিং ক্ষেত্রে, যেমন চাপ বা তাপমাত্রা ফাইবার অপটিক সেন্সর, বিভিন্ন ইন্টারফেরোমিটার সেন্সিং, গ্যাস সনাক্ত করতে এবং ট্র্যাক করতে বিভিন্ন শোষণ LIDAR ব্যবহার করে এবং বাতাসের গতি পরিমাপ করতে ডপলার LIDAR ব্যবহার করে৷ কিছু ফাইবার অপটিক সেন্সরের জন্য কয়েক kHz এর লেজার লাইনউইথ প্রয়োজন, যেখানে LIDAT পরিমাপে, একটি 100kHz লাইনউইথ যথেষ্ট।

2. অপটিক্যাল ফ্রিকোয়েন্সি পরিমাপের জন্য খুব সংকীর্ণ উৎস লাইনউইথের প্রয়োজন হয়, যা অর্জনের জন্য স্থিতিশীলতা কৌশল প্রয়োজন।

3. অপটিক্যাল ফাইবার কমিউনিকেশন সিস্টেমের লাইন প্রস্থে তুলনামূলকভাবে শিথিল প্রয়োজনীয়তা রয়েছে এবং এটি প্রধানত ট্রান্সমিটার বা সনাক্তকরণ বা পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত হয়।