புதிய வகை லேசர் கண்ணாடிகள்

சீன அறிவியல் கலைக்கூடம் (CAS), ஷாங்காய் ஒளியியல் நிறுவனம்  மற்றும் ஃபைன் இயக்கவியல் நிறுவனத்தின் ஆராய்ச்சி குழு, சிறந்த டைக்ரோயிக் லேசர் கண்ணாடியின் சவாலான தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வதற்காக, கலவை அடுக்குகள் மற்றும் புதிய வகையான சாண்ட்விச் போன்ற கட்டமைப்புகளுடன் கூடிய புதிய வடிவமைப்பை முன்மொழிந்ததுள்ளது. ஆய்வுக் கட்டுரையானது ஜனவரி 27, 2021 அன்று ஒளியணுவியல் (photonics) ஆராய்ச்சியில் வெளியிடப்பட்டது, மேலும் இது ஒரு சிறந்த கட்டுரை என தேர்தெடுக்கவும் பட்டுள்ளது.

டைக்ரோயிக் லேசர் கண்ணாடிகள் பொதுவாக ஹார்மோனிக் பிரிப்பான்கள், பீம் இணைப்பிகள் அல்லது பிரிப்பான்களாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. செயலற்ற சிறை இணைவு லேசர், பெட்டாவாட் ஃபெம்டோசெகண்ட் லேசர், உயர் சக்தி ஃபைபர் ஒளிக்கதிர்கள், சிறிய Q-சுவிட்ச் அல்லது பயன்முறை பூட்டப்பட்ட ஒளிக்கதிர்கள் மற்றும் பிற வளர்ந்து வரும் ஒளிக்கதிர்கள் உள்ளிட்ட பல லேசர் பயன்பாடுகளில் இவை முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன. லேசர் தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சியுடன் டைக்ரோயிக் லேசர் கண்ணாடியின் தேவைகள் தொடர்ந்து அதிகரித்து வருகின்றன. உயர் சக்தி ஒளிக்கதிர்களுக்கான சிறந்த டைக்ரோயிக் லேசர் கண்ணாடியில் ஒரே நேரத்தில் இரண்டு வெவ்வேறு அலைநீளங்களில் குறிப்பிடத்தக்க வித்தியாசமான பிரதிபலிப்பு அல்லது பரிமாற்ற பண்பு மற்றும் உயர் லேசர் தூண்டப்பட்ட பயன்தொடக்க சேதம் (LIDT- laser-induced damage threshold) தேவைப்படுகிறது.

இந்த ஆராய்ச்சியில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் கலவையை அடிப்படையாகக் கொண்ட டைக்ரோயிக் லேசர் கண்ணாடியை (MDLM-traditional dichroic laser mirrors) வடிவமைத்துள்ளனர். இது HfO2-Al2O3 கலவை பொருளை ஒளியியல் விலக்கப்பட்ட ஆற்றல் பட்டையும் உயர் n அடுக்காகவும் மற்றும் தூய SiO2-ஐ குறைந்த n பொருளாகவும் பயன்படுத்துகிறது. குறை n SiO2 அடுக்குக்கும் உயர் n HfO2-Al2O3 கலவை அடுக்குக்கும் இடையிலான இடைமுகம் ஒரு சாண்ட்விச் போன்ற கட்டமைப்பு இடைமுகமாகும். இது பாரம்பரிய முறையில் இருந்து தனித்துவமாக மாறுபடுகிறது.

பாரம்பரிய முறை TDLM-ஐ விட MDLM சிறந்த நிறமாலை செயல்திறன் மற்றும் சிறந்த இயந்திர பண்பு, குறைந்த உறிஞ்சுதல் மற்றும் அதிக  LIDT ஆகியவற்றைக் கொண்டிருந்தது. 532 nm அலைநீளத்தில் S-துருவப்படுத்தப்பட்ட 7.7 ns துடிப்புகள் மற்றும் 1,064 nm அலைநீளத்தில் P-துருவப்படுத்தப்பட்ட 12 ns துடிப்புகள் இரண்டிற்கும், LIDT கிட்டத்தட்ட இரட்டிப்பாகும்.

இந்த MDLM வடிவமைப்பு உத்தி மேம்பட்ட டைக்ரோயிக் கண்ணாடி பூச்சுகள் மற்றும் பிற லேசர் பூச்சுகளுக்கு புதிய வழிகளைத் திறக்கிறது மற்றும் உயர் தரமான லேசர் பூச்சுகளை நம்பியுள்ள லேசர் தொழில்நுட்பத்தின் பல பகுதிகளுக்கு பயனளிக்கும் வகையில் அமையும்.

References:

1. Som, T., & Karmakar, B. (2010). Surface plasmon resonance and enhanced fluorescence application of single-step synthesized elliptical nano gold-embedded antimony glass dichroic nanocomposites. Plasmonics, 5(2), 149-159.
2. Chiasera, A., Vasilchenko, I., Dorosz, D., Cotti, M., Varas, S., Iacob, E., … & Ferrari, M. (2017). SiO2-P2O5-HfO2-Al2O3-Na2O glasses activated by Er3+ ions: From bulk sample to planar waveguide fabricated by rf-sputtering. Optical Materials, 63, 153-157.
3. Wang, L. L., Mei, L., Liu, G. H., He, G., Li, J. T., & Xu, L. H. (2013). Optical and mechanical properties of amorphous bulk and eutectic ceramics in the HfO2–Al2O3–Y2O3 system. Ceramics International, 39(1), 233-238.