রিং সেমিকন্ডাক্টর লেজারে গাঢ় সোলিটন দেখা যায় - পদার্থবিজ্ঞান বিশ্ব

অন্ধকার সলিটন - উজ্জ্বল পটভূমিতে অপটিক্যাল বিলুপ্তির অঞ্চলগুলি - রিং সেমিকন্ডাক্টর লেজারগুলিতে স্বতঃস্ফূর্তভাবে তৈরি হতে দেখা গেছে। গবেষকদের একটি আন্তর্জাতিক দল দ্বারা তৈরি, পর্যবেক্ষণটি আণবিক স্পেকট্রোস্কোপি এবং সমন্বিত অপটোইলেক্ট্রনিক্সের উন্নতির দিকে নিয়ে যেতে পারে।

ফ্রিকোয়েন্সি কম্বস - স্পন্দিত লেজার যা সমান-স্পেস ফ্রিকোয়েন্সি সহ আলো আউটপুট করে - লেজার পদার্থবিদ্যার ইতিহাসে সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ অর্জনগুলির মধ্যে একটি। কখনও কখনও অপটিক্যাল শাসক হিসাবে উল্লেখ করা হয়, তারা সময় এবং ফ্রিকোয়েন্সি মানের ভিত্তি এবং বিজ্ঞানে অনেক মৌলিক পরিমাণ সংজ্ঞায়িত করতে ব্যবহৃত হয়। যাইহোক, ঐতিহ্যবাহী ফ্রিকোয়েন্সি কম্ব লেজারগুলি ভারী, জটিল এবং ব্যয়বহুল এবং লেজার বিশেষজ্ঞরা চিপগুলিতে সংহত করা যেতে পারে এমন সহজ সংস্করণগুলি বিকাশ করতে আগ্রহী।

2020 সালে এই ধরনের একটি প্রচেষ্টা করার সময়, গবেষকরা ফেদেরিকো ক্যাপাসোহার্ভার্ড ইউনিভার্সিটির গ্রুপ দুর্ঘটনাক্রমে আবিষ্কার করেছে যে, প্রাথমিকভাবে একটি অত্যন্ত অশান্ত শাসনব্যবস্থায় প্রবেশ করার পরে, একটি কোয়ান্টাম ক্যাসকেড রিং লেজার একটি স্থিতিশীল ফ্রিকোয়েন্সি চিরুনিতে স্থির হয়েছে - যদিও একটি মাত্র নয়টি দাঁত সহ - মধ্য-ইনফ্রারেড "আঙ্গুলের ছাপ" অঞ্চলে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। আণবিক স্পেকট্রোস্কোপি।

একটি রিং লেজারের একটি অপটিক্যাল গহ্বর রয়েছে যেখানে আলো একটি বন্ধ লুপের চারপাশে পরিচালিত হয় এবং একটি কোয়ান্টাম ক্যাসকেড লেজার একটি সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস যা ইনফ্রারেড বিকিরণ নির্গত করে।

অপ্রত্যাশিত ফলাফল

"এই সমস্ত আকর্ষণীয় ফলাফল একটি নিয়ন্ত্রণ ডিভাইস থেকে এসেছে - আমরা এটি ঘটবে বলে আশা করিনি," বলেছেন হার্ভার্ডের মার্কো পিকার্ডো. কয়েক মাস মাথা ঘামাবার পরে, গবেষকরা কাজ করেছেন যে প্রভাবটি অ-রৈখিক ডিফারেনশিয়াল সমীকরণের একটি অস্থিরতার পরিপ্রেক্ষিতে বোঝা যায় যা সিস্টেমটিকে বর্ণনা করে - জটিল জিঞ্জবার্গ-ল্যান্ডাউ সমীকরণ।

নতুন কাজে, ক্যাপাসো এবং সহকর্মীরা গবেষকদের সাথে যৌথভাবে কাজ করেছেন বেনেডিক্ট শোয়ার্জভিয়েনা ইউনিভার্সিটি অফ টেকনোলজিতে এর গ্রুপ। অস্ট্রিয়ান দল কোয়ান্টাম ক্যাসকেড লেজারের উপর ভিত্তি করে ফ্রিকোয়েন্সি কম্বের জন্য বেশ কয়েকটি ডিজাইন তৈরি করেছে। গবেষকরা একই চিপে একটি ওয়েভগাইড কাপলারকে একত্রিত করেছেন। এটি আলো নিষ্কাশন করা অনেক সহজ করে তোলে এবং বৃহত্তর আউটপুট শক্তি অর্জন করে। এটি বিজ্ঞানীদের কাপলিং লস টিউন করার অনুমতি দেয়, লেজারকে তার ফ্রিকোয়েন্সি-কম্ব শাসন এবং শাসনের মধ্যে নাজ করে যেখানে এটি একটি ক্রমাগত-তরঙ্গ লেজার হিসাবে কাজ করা উচিত যা ক্রমাগত বিকিরণ আউটপুট করে।

"অবিচ্ছিন্ন তরঙ্গ" শাসনব্যবস্থায়, যাইহোক, এমনকি অপরিচিত কিছু ঘটে। কখনও কখনও যখন লেজারটি চালু করা হয় তখন এটি একটি অবিচ্ছিন্ন-তরঙ্গ লেজারের মতো আচরণ করে, কিন্তু লেজারটি বন্ধ এবং চালু করার ফলে এক বা একাধিক অন্ধকার সলিটন এলোমেলোভাবে প্রদর্শিত হতে পারে।

সলিটনগুলি হল অ-রৈখিক, অ-বিচ্ছুরণকারী, বিকিরণের স্ব-শক্তিযুক্ত তরঙ্গ প্যাকেট যা অনির্দিষ্টকালের জন্য স্থানের মধ্য দিয়ে প্রচার করতে পারে এবং কার্যকরভাবে অপরিবর্তিতভাবে একে অপরের মধ্য দিয়ে যেতে পারে। এগুলি প্রথম 1834 সালে জলের তরঙ্গে পরিলক্ষিত হয়েছিল তবে পরবর্তীকালে অপটিক্স সহ অন্যান্য অনেক শারীরিক ব্যবস্থায় দেখা গেছে।

ছোট ফাঁকে Solitons

এই সর্বশেষ পর্যবেক্ষণ সম্পর্কে আশ্চর্যজনক বিষয় হল যে সলিটনগুলি ক্রমাগত লেজার আলোতে ক্ষুদ্র ফাঁক হিসাবে উপস্থিত হয়। লেজার নির্গমনের এই দৃশ্যত ছোট পরিবর্তনটি এর ফ্রিকোয়েন্সি বর্ণালীতে একটি অসাধারণ পরিবর্তন করে।

"যখন আপনি একটি অবিচ্ছিন্ন তরঙ্গ লেজার সম্পর্কে কথা বলেন, এর মানে হল যে বর্ণালী ডোমেনে আপনার একক একরঙা শিখর রয়েছে," পিকার্ডো ব্যাখ্যা করেন। "এই ডিপ মানে পুরো বিশ্ব...এই দুটি ছবি অনিশ্চয়তার নীতির সাথে সম্পর্কিত, তাই যখন আপনার কাছে স্থান বা সময়ের মধ্যে খুব সংকীর্ণ কিছু থাকে, তার মানে হল যে বর্ণালী ডোমেনে আপনার অনেকগুলি, অনেকগুলি মোড এবং অনেকগুলি আছে, অনেকগুলি মোড মানে আপনি স্পেকট্রোস্কোপি করতে পারেন এবং অণুগুলি দেখতে পারেন যা খুব, খুব বড় বর্ণালী পরিসরে নির্গত হয়।"

ডার্ক সোলিটন এর আগে মাঝে মাঝে দেখা গেছে, কিন্তু ছোট, বৈদ্যুতিকভাবে ইঞ্জেকশনযুক্ত লেজারে কখনোই এর মতো নয়। পিকার্ডো বলেছেন যে বর্ণালীভাবে বলতে গেলে, একটি অন্ধকার সোলিটন একটি উজ্জ্বলের মতোই কার্যকর। কিছু অ্যাপ্লিকেশন যেমন পাম্প-প্রোব স্পেকট্রোস্কোপির জন্য উজ্জ্বল ডাল প্রয়োজন। অন্ধকার থেকে উজ্জ্বল সোলিটন তৈরি করার জন্য প্রয়োজনীয় কৌশলগুলি আরও কাজের বিষয় হবে। গবেষকরা কীভাবে নির্ধারকভাবে সোলিটন তৈরি করতে হয় তাও অধ্যয়ন করছেন।

ইন্টিগ্রেশনের জন্য এই চিরুনি ডিজাইনের একটি গুরুত্বপূর্ণ সুবিধা হল যে, আলো রিং ওয়েভগাইডে শুধুমাত্র একটি দিকে সঞ্চালিত হয়, গবেষকরা বিশ্বাস করেন যে লেজারটি সহজাতভাবে প্রতিক্রিয়া থেকে প্রতিরোধী যা অন্য অনেক লেজারকে ব্যাহত করতে পারে। সুতরাং এটির জন্য চৌম্বকীয় বিচ্ছিন্নতার প্রয়োজন হবে না, যা প্রায়শই বাণিজ্যিক স্কেলে সিলিকন চিপগুলিতে একীভূত করা অসম্ভব।

মন একীকরণের সাথে, গবেষকরা কোয়ান্টাম ক্যাসকেড লেজারের বাইরে কৌশলটি প্রসারিত করতে চান। "চিপটি সত্যিই কমপ্যাক্ট হওয়া সত্ত্বেও, কোয়ান্টাম ক্যাসকেড লেজারগুলিকে সাধারণত কাজ করার জন্য উচ্চ ভোল্টেজের প্রয়োজন হয়, তাই তারা সত্যিই চিপে ইলেকট্রনিক্স রাখার উপায় নয়," পিকার্ডো বলেছেন। "যদি এটি আন্তঃব্যান্ড ক্যাসকেড লেজারের মতো অন্যান্য লেজারগুলিতে কাজ করতে পারে, তবে আমরা পুরো জিনিসটিকে ছোট করতে পারি এবং এটি সত্যিই ব্যাটারি চালিত হতে পারে।"

লেজার পদার্থবিদ পিটার ডেলফাইট অরল্যান্ডোর সেন্ট্রাল ফ্লোরিডা বিশ্ববিদ্যালয়ের এই কাজটি ভবিষ্যতের কাজের প্রতিশ্রুতি রাখে বলে বিশ্বাস করেন। "ফ্রিকোয়েন্সি ডোমেনে এই গাঢ় পালসটি রঙের একটি ব্যাংক এবং, যদিও তাদের বর্ণালী বিশুদ্ধতা বেশ ভাল, তাদের সঠিক অবস্থান অর্জন করা যায়নি - এখনও," তিনি বলেছেন। “তবে, তারা যে এটি করতে পারে – বৈদ্যুতিকভাবে পাম্প করা ডিভাইসের সাহায্যে চিপে সলিটন তৈরি করা – এটি আসলে একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ অগ্রগতি। সন্দেহাতীত ভাবে."

গবেষণায় বর্ণনা করা হয়েছে প্রকৃতি.

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• PlatoData.Network উল্লম্ব জেনারেটিভ Ai. নিজেকে ক্ষমতায়িত করুন। এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোএআইস্ট্রিম। Web3 ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটোইএসজি। কার্বন, ক্লিনটেক, শক্তি, পরিবেশ সৌর, বর্জ্য ব্যবস্থাপনা. এখানে প্রবেশ করুন.
• প্লেটো হেলথ। বায়োটেক এবং ক্লিনিক্যাল ট্রায়াল ইন্টেলিজেন্স। এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://physicsworld.com/a/dark-solitons-spotted-in-ring-semiconductor-lasers/