கால் பங்கு அலை தட்டு லேசர் பீம் பிரிப்பானுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் புதிய கலவைப் பொருளை ஆராய்தல்

ஷாங்காய் இன்ஸ்டிடியூட் ஆப் ஆப்டிக்ஸ் அண்ட் ஃபைன் மெக்கானிக்ஸ் ஆஃப் சைனீஸ் அகாடமி ஆஃப் சயின்ஸின் ஆராய்ச்சியாளர்கள், பூச்சுகளின் செயல்திறனை மேம்படுத்த கலவை அடிப்படையிலான கால் பங்கு அலை தட்டு லேசர் பீம் பிரிப்பான் (PLBS- Plate Laser Beam Splitter) பூச்சுகளை தயாரிப்பதில் முன்னேற்றம் அடைந்துள்ளனர். முடிவுகள் ஒளியியல் & லேசர் தொழில்நுட்பத்தில் வெளியிடப்பட்டன.

தட்டு வடிவ பீம் பிரிப்பான்கள் குவாண்டம் தொடர்பு, அளவீடு மற்றும் லேசர் அமைப்புகளில் அவற்றின் தனித்துவமான ஒளியியல் பண்புகள் காரணமாக பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. உயர் திறன் மிக்க லேசர் அமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படும் தட்டு கற்றை பிரிப்பான் குறிப்பிட்ட நிறமாலை செயல்திறனை அடைய வேண்டும். லேசர் அமைப்புகளின் எப்போதும் அதிகரித்து வரும் வெளியீட்டு திறன் தேவைகளை பூர்த்தி செய்ய, அதிக லேசர் சேத வரம்பு தேவைப்படுகிறது.

கலவை பூச்சு பொருட்கள் சமீபத்திய ஆண்டுகளில் அதிக சக்தி கொண்ட லேசர் பூச்சுகள் துறையில் அவற்றின் டியூன் செய்யக்கூடிய ஒளிவிலகல் குறியீடு மற்றும் ஒளியியல் பட்டை அகலம் காரணமாக பெரும் கவனத்தை ஈர்த்துள்ளன. உயர்-பிரதிபலிப்பு பூச்சுகள், துருவமுனை பூச்சுகள் மற்றும் இருகுறை கண்ணாடி பூச்சுகள் போன்ற பூச்சுகளின் வடிவமைப்பு மற்றும் தயாரிப்பில் அவை பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன. ஒரு குறிப்பிட்ட செறிவு-பிளவு விகிதத்தைப் பெற, PLBS பூச்சுகளின் பூச்சு அமைப்பில் ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட காலாண்டு-அலை அல்லாத அடுக்குகள் அடிக்கடி தேவைப்படுகின்றன, இது மின்புலத்தின் செறிவு மற்றும் பூச்சுகளைக் கட்டுப்படுத்துவதில் சிரமத்திற்கு வழிவகுக்கிறது.

இந்த ஆய்வில், ஆராய்ச்சியாளர்கள் கலவைப் பொருளின் ட்யூனிங்கை உணர்ந்தனர். அதில் உள்ள இரண்டு பொருட்களின் விகிதத்தை சரிசெய்து, பின்னர் கால்-அலை பூச்சு கட்டமைப்பைப் பயன்படுத்தி PLBS பூச்சு தன்னிச்சையான T/R விகிதங்களுடன் உணர்ந்தனர்.

வெவ்வேறு கலவை விகிதங்களின் கீழ் கலவை பூச்சுகளின் ஒளியியல் மற்றும் இயந்திர பண்புகளைப் படிப்பதன் மூலம், PLBS பூச்சுகளின் பண்புகள் ஒப்பிடப்பட்டன. இரண்டு கலவை அடிப்படையிலான PLBS பூச்சுகள் HfO₂–Al₂O₃ கலவைப் பொருளை உயர்-n லேயராகவும், SiO₂ குறைந்த-n லேயராகவும் சோதனை முறையில் நிரூபிக்கப்பட்டன. பின்னர், ஆராய்ச்சியாளர்கள் முந்தைய இரண்டு கலவை அடிப்படையிலான PLBS பூச்சுகளை பாரம்பரிய PLBS பூச்சுகளுடன் HfO₂ மற்றும் SiO₂ ஐ உயர்-n மற்றும் குறைந்த-n அடுக்குகளாகப் பயன்படுத்தி ஒப்பிட்டனர்.

கலவை அடிப்படையிலான PLBS பூச்சுகள் குறைந்த மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை, அதிக செறிவு-பிளவு அலைவரிசை மற்றும் லேசர் சேத வரம்பை (1064 nm) கிட்டத்தட்ட இரட்டிப்பாக்கும் என்பதை மேலே உள்ள முடிவுகள் காட்டுகின்றன. சிறிய அலைவரிசை தேவைகள் கொண்ட பயன்பாடுகளுக்கு, லேசர் சேத வரம்பை ~2.6 காரணி மூலம் மேம்படுத்தலாம்.

எனவே, கலவைப் பொருளின் அடிப்படையில் தயாரிக்கப்பட்ட PLBS பூச்சு சிறந்த செயல்திறனை வழங்குவதோடு மட்டுமல்லாமல், வடிவமைப்பு மற்றும் புனையமைப்பு செயல்முறையையும் எளிதாக்குகிறது.

References:

• Nabadda, E., Bennis, N., Czerwinski, M., Walewska, A., Jaroszewicz, L. R., del Mar Sánchez-López, M., & Moreno, I. (2022). Ferroelectric liquid-crystal modulator with large switching rotation angle for polarization-independent binary phase modulation. Optics and Lasers in Engineering, 159, 107204.
• Zhang, W. J., Fan, W. F., Fan, S. M., & Quan, W. (2022). The suppression of laser power error in a miniaturized atomic co-magnetometer based on split ratio optimization. Chinese Physics B.
• Lopez, A. G., & Craighead, H. G. (1998). Wave-plate polarizing beam splitter based on a form-birefringent multilayer grating. Optics letters, 23(20), 1627-1629.
• Delbeke, D., Baets, R., & Muys, P. (2004). Polarization-selective beam splitter based on a highly efficient simple binary diffraction grating. Applied optics, 43(33), 6157-6165.
• Tyan, R. C., Salvekar, A. A., Chou, H. P., Cheng, C. C., Scherer, A., Sun, P. C., & Fainman, Y. (1997). Design, fabrication, and characterization of form-birefringent multilayer polarizing beam splitter. JOSA A, 14(7), 1627-1636.