ஒளி புலங்களின் அதிவேகமான பல-இலக்கு கட்டுப்பாடு

Opto-Electronic Advances-இல் ஒரு புதிய வெளியீடு, இறுக்கமாக கவனம் செலுத்திய ஒளி புலங்களின் அதிவேக பல-இலக்குக் கட்டுப்பாட்டின் மேலோட்டப் பார்வையை விளக்கியுள்ளது.

அதிக திறன் கொண்ட லேசர் பொறிகள், அதிவேக ஒளியியல் சாமணம், துல்லியமான நேரத்தைத் தீர்க்கும் அளவீடுகள், அதிவேக நிறமாலைமானி  மற்றும் உயர் தெளிவுத்திறன் கொண்ட வரைபட அமைப்புகளை உருவாக்குவதற்கு விண்வெளி நேர வடிவமைத்தல் ஒரு முக்கியமான கருவியாகும். ஒளி புலங்களின் குறிப்பிட்ட இடஞ்சார்ந்த பண்பேற்றத்தை அடைவதற்கு பல ஆராய்ச்சி முயற்சிகள் அர்ப்பணிக்கப்பட்டுள்ளன. இருப்பினும், ஒளி புலங்களின் ஒற்றை செயல்பாட்டு இடைவெளி-நேர வடிவமைப்பில் முதன்மையாக கவனம் செலுத்துகிறது மற்றும் அல்ட்ராஷார்ட்ஸ் நேர ஆட்சிக்குள் ஒளி புலங்களின் மாறுபாடு விவரங்கள் கவனிக்கப்படவில்லை. எனவே, திசையன்-அலை (இடஞ்சார்ந்த) பண்புகள் மற்றும் அதிவேக நேர (நேரம்) மாறுபாடுகளை இணைப்பதன் மூலம் லேசர் கற்றைகளின் மிக பொலிவான பல-இலக்குக் கட்டுப்பாட்டை எப்படி உணருவது என்பது இப்போது வரை குழப்பமாகவே உள்ளது. இது ஒளி மற்றும் பொருளுக்கு இடையேயான அதிவேக இடைவினைகள் பற்றிய அறிவுறுத்தல் நுண்ணறிவுகளை மட்டுமல்ல, புதிய ஆப்டிகல் சாமணம் அமைப்புகளில் உள்ள பயன்பாடுகளையும் தடுக்கிறது.

ஆஸ்திரேலியாவின் ஸ்வின்பர்ன் தொழில்நுட்ப பல்கலைக்கழகத்தில் பேராசிரியர் பவோஹுவா ஜியா தலைமையிலான ஆராய்ச்சியாளர்கள் மற்றும் தையுவான் தொழில்நுட்ப பல்கலைக்கழகத்தில் டாக்டர் ஜாங்குவான் நீ ஆகியோர், நேரத்தைச் சார்ந்த திசையன்களின் எளிதான கலவையின் அடிப்படையில் பல-இலக்கு குவிய புலங்களின் அதிவேக பண்பேற்றத்தை உணர வேகமான ஃபோரியர் உருமாற்றத்துடன் விளிம்பு விளைவு கோட்பாடுடன் ஒரு புதிய கருத்தை முன்வைத்தனர். ஒரு புறநிலை லென்ஸ் வடிவவியலில் இறுக்கமாக கதிரியக்க துருவப்படுத்தப்பட்ட ஃபெம்டோசெகண்ட் துடிப்பு சுழல் லேசர் கற்றைகளை மையப்படுத்துவதன் மூலம் இது அடையப்படுகிறது. சரிசெய்யக்கூடிய தற்காலிக காலத்திற்குள் (~400 fs) அதிவேகமான (400 fs க்கும் குறைவான) பண்பானது மிக முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. அதாவது பிரகாசமான-இருண்ட மாற்று (BDA- Bright-Dark Alternation), கால சுழற்சி (PR- Periodic Rotation), மற்றும் நீளமான/குறுக்கு துருவமுனை மாற்றம் (LTP-  Longitudinal/Transverse Polarization conversion) ஆகிய பண்புகள் அதில் அடங்கும். பூஜ்ஜியம் அல்லது π-கட்ட மாறுபாடு, நேரத்தைச் சார்ந்த கூஸ்-ஹன்சென் கட்ட மாற்றம் மற்றும் ஆற்றல்-பாய மறுபகிர்வு ஆகியவற்றின் கண்டுபிடிப்பால் அடிப்படைக் கட்டுப்பாட்டு வழிமுறைகள் வெளிப்படுத்தப்பட்டன. மேலும், ஆரம்ப சோதனை முடிவுகள் மூலம் பெறப்பட்டது. இந்த வேலை அவர்களின் முன்மொழியப்பட்ட தத்துவார்த்த பகுப்பாய்வு மற்றும் எண் உருவகப்படுத்துதல்களுடன் நல்ல உடன்பாட்டில் உள்ளது.

இந்த வேலையின் நன்மைகள், உயர்-செயல்திறன் செயல்பாடு மற்றும் குறைந்த-சிக்கலான ஒளியியல் அமைப்பின் வடிவமைப்பை செயல்படுத்துவது மட்டுமல்லாமல், பாரம்பரிய அணுகுமுறைகளுடன் ஒப்பிடும்போது நடைமுறை ஒளியியல் சாமாணம் உத்திகளில் கட்டுப்படுத்தக்கூடிய தற்காலிக அளவிலான இயக்கத்தை அதிகரிப்பதில் முக்கிய பங்கு வகிக்கிறது. மிக முக்கியமாக, வழிகள் ஒரே நேரத்தில் பல மற்றும் கட்டுப்படுத்தக்கூடிய ஒளி புலங்களின் இலக்குகளை ஒற்றை வடிவியல் கட்டமைப்பில் அடையும் திறன் கொண்டவை. பலதரப்பட்ட அதிவேகமான நிறமாலைகளில், விண்வெளி-நேர பரிணாம கற்றைகளின்  விசித்திரமான நடத்தைகள், பல செயல்பாடு ஒருங்கிணைந்த ஒளியியல் சில்லு, உயர் திறன் கொண்ட லேசர் ட்ராப்பிங், மைக்ரோஸ்ட்ரக்சர் ஒளியியல் சுழற்றுதல், சூப்பர்-ரிசோல்யூஷன் ஒளியியல் சுழற்றுதல் போன்ற மிகுதியான அதி வேகமான, துல்லியமான ஒளியியல் அளவீடு மற்றும் கண்காணிப்பு தொடர்பான பயன்பாடுகளுக்கு உறுதியளிக்கின்றன.

References:

• Zhang, Y., Liu, X., Lin, H., Wang, D., Cao, E., Liu, S., & Jia, B. (2022). Ultrafast multi-target control of tightly focused light fields. Opto-Electronic Advances, 210026-1.
• Thallmair, S., Keefer, D., Rott, F., & de Vivie-Riedle, R. (2017). Simulating the control of molecular reactions via modulated light fields: from gas phase to solution. Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics, 50(8), 082001.
• Liu, X., Yan, W., Liang, Y., Nie, Z., Wang, Y., Jiang, Z., & Zhang, X. (2022). Twisting Polarization‐Tunable Subdiffraction‐Limited Magnetization through Vectorial Beam Coupling. Advanced Photonics Research, 3(1), 2100117.
• Yu, N., Genevet, P., Kats, M. A., Aieta, F., Tetienne, J. P., Capasso, F., & Gaburro, Z. (2011). Light propagation with phase discontinuities: generalized laws of reflection and refraction. science, 334(6054), 333-337.
• Vellekoop, I. M., & Mosk, A. P. (2008). Phase control algorithms for focusing light through turbid media. Optics communications, 281(11), 3071-3080.