இணை-உந்தி, ஒற்றை அதிர்வெண் ராமன் ஒளியிழை பெருக்கியில் பெருக்கப்பட்ட தன்னிச்சையான உமிழ்வு
சமீபத்தில், சீன அறிவியல் அகாடமியின் (CAS-Chinese Academy of sciences) ஷாங்காய் இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் ஆப்டிக்ஸ் அண்ட் ஃபைன் மெக்கானிக்ஸ் (சியோம்) ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒற்றை அதிர்வெண் ராமன் பெருக்கிகளை இணைக்கும் புதிய யோசனையை வழங்கியுள்ளனர். தொடர்புடைய முடிவு மே 7 அன்று ஆப்டிக்ஸ் எக்ஸ்பிரஸில் வெளியிடப்பட்டது.
சிறப்பு அலைநீளம், ஒற்றை அதிர்வெண், உயர்-சக்தி ஒளியிழை ஒளிக்கதிர்கள் வானியல், புவி இயற்பியல் மற்றும் குவாண்டம் தகவல் தொழில்நுட்பத் துறைகளில் பரவலான பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன. ராமன் ஃபைபர் பெருக்கி (RFA-Raman Fiber Amplifier) தொழில்நுட்பம் இந்த உயர் சக்தி சிறப்பு அலைநீள ஒளிக்கதிர்களைப் பெறுவதற்கான ஒரு சிறந்த அணுகுமுறையாகும். RFA-களில் பாரம்பரியமாக பயன்படுத்தப்படும் எதிர்-உந்தப்பட்ட முறை ஒரு சிக்கலான கட்டமைப்பைக் கொண்டுள்ளது மற்றும் தூண்டப்பட்ட பிரில்லூயின் சிதறல் மற்றும் தொடர்புடைய உயர்-சக்தி சாதனங்களால் சக்தி அதிகரிப்பு வரையறுக்கப்படுகிறது. இணை உந்தி முறை இந்த குறைபாடுகளை சமாளிக்க முடியும். இருப்பினும், இணை-உந்தி RFA களில், பம்ப் லேசரின் இரைச்சல் பண்புகள் எளிதில் சமிக்ஞை லேசருக்கு மாற்றப்படுகின்றன, இதனால் சமிக்ஞை ஒளியின் வரி அகலம் விரிவடைகிறது.
பெருக்கப்பட்ட தன்னிச்சையான உமிழ்வு (ASE-Amplified Spontaneous Emission) மூலங்களின் ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த தீவிரத்தன்மை காரணமாக, சமிக்ஞை லேசரின் அரை அதிகபட்ச வரி அகலத்தில் முழு அகலம் அலட்சியமாக அதிகரிக்கிறது. ஆனால் ராமன் பெருக்கத்தின் போது ASE மூலத்திலிருந்து அதிக அதிர்வெண்ணில் சத்தம் பரிமாற்றம் காரணமாக ஒப்பீட்டு தீவிரம் சத்தம் (RIN-Relative Intensity Noise) மற்றும் நிறமாலை இறக்கைகள் ஆகியவற்றில் குறிப்பிடத்தக்க அதிகரிப்பு உள்ளது. இந்த காரணத்திற்காக, குறைந்த சத்தம் ASE மூலத்தைப் பயன்படுத்தி ஒற்றை-அதிர்வெண் ராமன் பெருக்கியை இணைக்கும் முறை முன்மொழியப்பட்டது.
சோதனையில், 20 W இன் சக்தி வெளியீட்டைப் பெற 1,065 nm மைய அலைநீளம் கொண்ட ASE விதை மூலமானது மூன்று பெருக்கிகள் மூலம் பெருக்கப்பட்டது. விதை லேசர் ஒரு ஒற்றை அதிர்வெண் டையோடு லேசராக இருந்தது, இது 1,122 nm மைய அலைநீளம் மற்றும் வெளியீட்டு திறன் 10mW.
ASE மூலமும் லேசரும் ஒரு அலைநீளப் பிரிவு மல்டிபிளெக்சருக்குப் பிறகு இணை பம்ப் செய்யப்பட்ட RFA க்கு வழங்கப்பட்டன. ASE மூலத்தின் இரைச்சல் பண்புகள் விரிவாக சோதிக்கப்பட்டன, மேலும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் முழு அகலத்துடன் அரை அதிகபட்சம் 10 nm இல் உள்ள ASE மூலமானது 3 nm ஐ விட குறைந்த RIN சத்தத்தைக் கொண்டிருப்பதைக் கண்டறிந்தனர்.
1,122nm ஒற்றை அதிர்வெண் லேசர் மூலத்தை பெருக்கும்போது 10nm ASE மூலமானது வரி அகல தக்கவைப்பு பண்புகளை அடைய முடியும் என்பதை அவர்கள் மேலும் கண்டறிந்தனர், ஆனால் சமிக்ஞை ஒளியின் ஒப்பீட்டு தீவிரம் சத்தம் கணிசமாக மேம்படுத்தப்பட்டுள்ளது, இது இணை உந்தப்பட்ட உருப்பெருக்கத்துடன் நெருக்கமாக தொடர்புடையது.
ஸ்பெக்ட்ரல் அகலம், இரைச்சல் பண்புகள் மற்றும் ASE மூலத்தின் திறன் மேலும் உகந்ததாக இருந்தால், அது குறைந்த சத்தம் மற்றும் அதிக திறன் ஒற்றை அதிர்வெண் லேசர் பெருக்கத்தை அடையும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.
References: