হীরাতে একটি অভিনব আল্ট্রাশর্ট টেরাহার্টজ পালস জেনারেশন স্কিম

ফেব্রুয়ারী 03, 2023 (নানোওয়ার্ক নিউজ) তীব্র আল্ট্রাশর্ট সুসঙ্গত আলোর ডালের আবির্ভাব স্পেকট্রোস্কোপি ক্ষেত্রে বিপ্লব ঘটিয়েছে। একদিকে, তারা বিভিন্ন অরৈখিক অপটিক্যাল প্রভাবগুলির সহজ পর্যবেক্ষণের অনুমতি দেয় এবং অরৈখিক অপটিক্যাল স্পেকট্রোস্কোপির সাহায্যে উপাদানগুলির বৈশিষ্ট্যকে সহজতর করে। অন্যদিকে, তারা উপাদানগুলির শক্তিশালী নির্বাচনী উত্তেজনা এবং উপাদান কাঠামোর অপটিক্যাল ম্যানিপুলেশনের উপায় সরবরাহ করে। এটি অপটিক্যাল-ক্ষেত্র-প্ররোচিত ফেরোইলেকট্রিসিটি এবং সুপারকন্ডাক্টিভিটির মতো বৈশিষ্ট্যগুলিকেও উন্নত করে। তারা উপকরণগুলিতে কম-ফ্রিকোয়েন্সি উত্তেজনার অতি দ্রুত গতিবিদ্যার প্রাণবন্ত ক্ষেত্রও তৈরি করেছে। গত কয়েক দশকে লেজার প্রযুক্তির অগ্রগতির জন্য ধন্যবাদ, টেবিল-টপ সেটআপ থেকে তীব্র ফেমটোসেকেন্ড (fs) ডালগুলি এখন ~10 THz থেকে নরম এক্স-রে পর্যন্ত পুরো বর্ণালী পরিসরে পাওয়া যাচ্ছে, এমনকি সাধারণ পরীক্ষাগারেও। ~5 THz-এর নিচে, উচ্চ-তীব্রতার পিকোসেকেন্ড ডাল বিদ্যমান, কিন্তু 5 থেকে 12 THz-এর মধ্যে, স্থিতিশীল, অবিচ্ছিন্নভাবে সুরক্ষিত, এনার্জেটিক এফএস ডালগুলি আসা আরও চ্যালেঞ্জিং। যাইহোক, এটি উপাদান অধ্যয়নের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বের একটি বর্ণালী পরিসীমা। ভারী পরমাণু দ্বারা গঠিত অণু এবং কঠিন পদার্থের ফোনন এবং কম্পনগুলি এই পরিসরে রয়েছে এবং রসায়ন এবং জীববিজ্ঞানে আণবিক সিস্টেমের আন্তঃআণবিক কম্পনগুলিও রয়েছে। কঠিন পদার্থের বিভিন্ন প্রাথমিক উত্তেজনাও এই বর্ণালী অঞ্চলে থাকে। প্রকাশিত একটি নতুন গবেষণাপত্রে আলো: বিজ্ঞান ও প্রয়োগ ("একটি ফাঁকবিহীন প্রশস্ত বর্ণালী পরিসরে আল্ট্রাশর্ট টেরাহার্টজ পালস জেনারেশনের জন্য একটি অভিনব স্কিম: রমন-অনুরণন-বর্ধিত চার-তরঙ্গ মিশ্রণ"ক্যালিফোর্নিয়া বার্কলে বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক ওয়াই রন শেন এবং ফুদান বিশ্ববিদ্যালয়ের অধ্যাপক চুয়ানশান তিয়ানের নেতৃত্বে বিজ্ঞানীদের একটি দল আল্ট্রাশর্ট টেট্রাহার্টজ ডাল তৈরির জন্য একটি অভিনব কৌশল তৈরি করেছে। THz আউটপুট স্পেকট্রা: উপরে-থেকে-নিচের ফ্রেমগুলি বিভিন্ন কেন্দ্র THz ফ্রিকোয়েন্সি প্রদানের জন্য সেট করা বীম জ্যামিতি সহ প্রাপ্ত স্পেকট্রা উপস্থাপন করে। কঠিন বক্ররেখাগুলি তাত্ত্বিক ফিট। (চিত্র: জিয়ামিং লে, ইউদান সু, চুয়ানশান তিয়ান, এ। H. কুং, ওয়াই। রন শেন) বর্তমানে, অপটিক্যাল রেকটিফিকেশন (OR) বা ডিফারেন্স ফ্রিকোয়েন্সি জেনারেশন (DFG) দ্বিতীয় ক্রম ননলাইনার স্ফটিক তীব্র THz ডাল তৈরি করার জন্য আদর্শ কৌশল। যাইহোক, ফোনন শোষণের কারণে স্ফটিক থেকে THz উৎপাদন সীমিত। জৈব অরৈখিক স্ফটিকগুলি দক্ষ THz প্রজন্মের জন্য ব্যবহার করা হয়েছে, কিন্তু তাদের 5 THz-এর উপরে মাত্র কয়েকটি সরু স্বচ্ছ উইন্ডো রয়েছে এবং কম অপটিক্যাল ক্ষতির থ্রেশহোল্ডে ভুগছে। লেজার-প্ররোচিত গ্যাস প্লাজমাগুলি শক্তিশালী THz ডাল তৈরি করতে পারে। এগুলি বিস্তৃত বর্ণালী পরিসরে রৈখিক THz স্পেকট্রোস্কোপির জন্য প্রোব হিসাবে উপযুক্ত। যাইহোক, তাদের জটিল স্থানিক মোড নিদর্শনগুলি শক্তিশালী অনুরণিত উত্তেজনার জন্য পাম্প হিসাবে তাদের কম পছন্দসই করে তোলে। বিনামূল্যে ইলেক্ট্রন লেজার এবং ইলেকট্রন চালিত THz উত্সগুলিও সম্পূর্ণ THz বর্ণালী পরিসরে এফএস ডাল তৈরি করতে পারে, তবে বেশিরভাগ গবেষকদের জন্য সেগুলি সহজে উপলব্ধ নয়। হীরার অনেক আকর্ষণীয় গুণ রয়েছে। এর উচ্চ অপটিক্যাল ড্যামেজ থ্রেশহোল্ড ইনপুট পাম্পের তীব্রতাকে এত বেশি হতে দেয় যে তৃতীয়-ক্রম ননলাইনার অপটিক্যাল প্রভাবগুলি (যেমন, চার-তরঙ্গ মিক্সিং) প্ররোচিত করতে পারে যা অন্যান্য স্ফটিকগুলিতে দ্বিতীয়-ক্রম প্রভাবগুলির (যেমন, DFG) সাথে প্রতিযোগিতা করতে পারে। THz থেকে UV পর্যন্ত অঞ্চল জুড়ে স্বচ্ছতা অপটিক্যাল প্রতিক্রিয়া সহগগুলির দুর্বল ফ্রিকোয়েন্সি বিচ্ছুরণের দিকে পরিচালিত করে যা একটি বিস্তৃত বর্ণালী পরিসরে ফেজ-মিলিত THz পালস জেনারেশনকে সহজতর করে। তদুপরি, রমন ফোনন অনুরণন শক্তিশালী এবং এর দীর্ঘ জীবনকাল রয়েছে, যা এফএস টাইম স্কেলে হীরার তৃতীয় ক্রম অরৈখিকতাকে ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করে। একটি হীরাতে fs THz পালস জেনারেশনের জন্য রেজোন্যান্ট ফোর-ওয়েভ মিক্সিং (R-FWM) একটি সুসংগত ফোনন তরঙ্গের সাথে একটি fs IR পালসের মধ্যে একটি বিটিং প্রক্রিয়া হিসাবে বিবেচিত হতে পারে যা দুটি ps ইনপুট ডাল দ্বারা রমন-উত্তেজিত হয়। প্রক্রিয়াটি ফোনন তরঙ্গ দ্বারা fs IR পালসকে fs THz পালসে রূপান্তরিত করে। শক্তি রূপান্তর দক্ষতা সরাসরি আউটপুট THz পালস শক্তি অনুপাত ইনপুট fs পালস শক্তি দ্বারা দেওয়া হয়। গবেষণা দলটি 5 থেকে 20 THz পর্যন্ত কেন্দ্রের ফ্রিকোয়েন্সি সহ THz পালস জেনারেশন পরিমাপ করেছে। এই বর্ণালী পরিসর সহজেই >100 THz পর্যন্ত বাড়ানো যেতে পারে। যেহেতু THz বিকিরণের কার্যকারিতা ফ্রিকোয়েন্সির বর্গক্ষেত্রের সাথে বৃদ্ধি পায়, তাই উচ্চতর ইনপুট ফ্রিকোয়েন্সিতে আরও পালস শক্তি থাকে। গবেষণা দল অনুমান করে যে একটি মোটা হীরাতে R-FWM দ্বারা উত্পন্ন আউটপুট THz শক্তি GaSe বা অন্যান্য স্ফটিক যৌগগুলিতে DFG দ্বারা উত্পন্ন তুলনীয় স্তরে পৌঁছতে পারে, বিশেষত উচ্চ THz ফ্রিকোয়েন্সিতে। তাদের গবেষণায় দ্ব্যর্থহীনভাবে প্রতিষ্ঠিত হয়েছে যে একটি হীরাতে থাকা R-FWM একটি উচ্চ-মানের, শক্তিশালী, fs THz জেনারেটর হিসেবে বিস্তৃত বর্ণালী পরিসরে কোনো ফাঁক ছাড়াই তৈরি করা যেতে পারে। রমন-উত্তেজিত ফোনন তরঙ্গের মাধ্যমে সরাসরি ফ্রিকোয়েন্সি ডাউন-কনভার্সন প্রক্রিয়া হিসাবে, R-FWM fs THz পালস তৈরি করে যা কম্পাঙ্কের পরিবর্তন এবং বিকিরণ দক্ষতার কারণে কিছু পরিবর্তন ছাড়া ইনপুট fs IR পালসকে সদৃশ করে। উচ্চ মানের একটি ইনপুট পালস প্রায় সমান উচ্চ মানের একটি THz পালস তৈরি করে। ইনপুট পালসের বৈশিষ্ট্যগুলি টিউন করা সেই অনুযায়ী THz আউটপুট পালসের বৈশিষ্ট্যগুলিকে সুর করে।

• এসইও চালিত বিষয়বস্তু এবং পিআর বিতরণ। আজই পরিবর্ধিত পান।
• প্লেটোব্লকচেন। Web3 মেটাভার্স ইন্টেলিজেন্স। জ্ঞান প্রসারিত. এখানে প্রবেশ করুন.
• উত্স: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=62310.php