यह लेजर ऊंगलियों पर रखे जा सकते हैं

• इतना छोटा उपकरण पहले नहीं बना

• टीएफएलएन से तैयार होता है यह

• कई अच्छे कामों में इस्तेमाल होगा

राष्ट्रीय खबर

रांचीः लेजर की दुनिया में फिर से एक महत्वपूर्ण तरक्की हुई है। दरअसल प्रकाश की यह किरण कुछ ऐसी है कि इसे चांद तक भी भेजा गया था जो वहां अपोलो यान के शीशे से टकराकर लौटी थी। हाल ही में कई देशों ने चीन की नौसेना पर यह आरोप लगाया था कि उसके पोतों ने दूसरे जहाजों पर हल्के प्रभाव के लेजर किरण छोड़े थे।

इस लिहाज से लेजर एक सटीक तथा दूर तक वार करने वाला हथियार भी है। अब फोटोनिक्स की टीम ने उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्राफास्ट लेजर विकसित किए हैं जो उंगलियों पर फिट हो जाते हैं। लेजर प्राकृतिक दुनिया में उन चीजों को देखने, पता लगाने और मापने के लिए आवश्यक उपकरण हैं जिन्हें हम नग्न आंखों से नहीं देख सकते हैं। लेकिन इन कार्यों को करने की क्षमता अक्सर महंगे और बड़े उपकरणों का उपयोग करने की आवश्यकता से प्रतिबंधित होती है।

जर्नल साइंस में प्रकाशित प्रबंध में, शोधकर्ता क्यूशी गुओ ने नैनोफोटोनिक चिप्स पर उच्च प्रदर्शन वाले अल्ट्राफास्ट लेजर बनाने के लिए एक दृष्टिकोण का प्रदर्शन किया है। उनका काम लघु मोड-लॉक लेज़रों पर केंद्रित है – एक अनोखा लेज़र जो फेमटोसेकंड अंतराल में अल्ट्राशॉर्ट, सुसंगत प्रकाश दालों की एक ट्रेन का उत्सर्जन करता है, जो एक सेकंड का आश्चर्यजनक चतुर्भुज है।

अल्ट्राफास्ट मोड-लॉक लेजर प्रकृति में सबसे तेज़ टाइमस्केल के रहस्यों को अनलॉक करने के लिए अपरिहार्य हैं, जैसे कि रासायनिक प्रतिक्रियाओं के दौरान आणविक बंधन बनाना या तोड़ना, या अशांत माध्यम में प्रकाश प्रसार। मोड-लॉक लेजर की उच्च गति, पल्स-पीक तीव्रता और ब्रॉड-स्पेक्ट्रम कवरेज ने कई फोटोनिक्स प्रौद्योगिकियों को भी सक्षम किया है, जिनमें ऑप्टिकल परमाणु घड़ियां, जैविक इमेजिंग और कंप्यूटर शामिल हैं जो डेटा की गणना और प्रक्रिया करने के लिए प्रकाश का उपयोग करते हैं। दुर्भाग्य से, अत्याधुनिक मोड-लॉक लेजर वर्तमान में महंगे, बिजली की मांग करने वाले टेबलटॉप सिस्टम हैं जो प्रयोगशाला उपयोग तक ही सीमित हैं।

सीयूएनवाई एडवांस साइंस रिसर्च सेंटर के फोटोनिक्स इनिशिएटिव और एक संकाय सदस्य गुओ ने कहा, हमारा लक्ष्य बड़े लैब-आधारित सिस्टम को चिप-आकार वाले सिस्टम में परिवर्तित करके अल्ट्राफास्ट फोटोनिक्स के क्षेत्र में क्रांति लाना है, जिन्हें बड़े पैमाने पर उत्पादित और क्षेत्र में तैनात किया जा सकता है। न केवल हम चीजों को छोटा बनाना चाहते हैं, बल्कि हम यह भी सुनिश्चित करना चाहते हैं कि ये अल्ट्राफास्ट चिप आकार के लेजर संतोषजनक प्रदर्शन प्रदान करें। उदाहरण के लिए, सार्थक चिप-स्केल बनाने के लिए हमें पर्याप्त पल्स-पीक तीव्रता की आवश्यकता है।

हालाँकि, चिप पर एक प्रभावी मोड-लॉक लेजर को साकार करना कोई सीधी प्रक्रिया नहीं है। गुओ का शोध एक उभरते हुए सामग्री प्लेटफ़ॉर्म का लाभ उठाता है जिसे थिन-फिल्म लिथियम नाइओबेट (टीएफएलएन) के रूप में जाना जाता है। यह सामग्री बाहरी रेडियो फ्रीक्वेंसी विद्युत सिग्नल को लागू करके लेजर पल्स को बहुत कुशल आकार देने और सटीक नियंत्रण में सक्षम बनाती है। अपने प्रयोगों में, गुओ की टीम ने विशिष्ट रूप से खास किस्म के सेमीकंडक्टर्स के उच्च लेजर लाभ और टीएफएलएन नैनोस्केल फोटोनिक वेवगाइड्स की कुशल पल्स आकार देने की क्षमता को मिलाकर एक लेजर प्रदर्शित किया जो 0.5 वाट की उच्च आउटपुट पीक पावर उत्सर्जित कर सकता है।

अपने कॉम्पैक्ट आकार के अलावा, प्रदर्शित मोड-लॉक लेजर कई दिलचस्प गुण भी प्रदर्शित करता है जो पारंपरिक लोगों की पहुंच से परे हैं, जो भविष्य के अनुप्रयोगों के लिए गहरा प्रभाव पेश करते हैं। उदाहरण के लिए, लेजर के पंप करंट को समायोजित करके, गुओ 200 मेगाहर्ट्ज की एक बहुत विस्तृत श्रृंखला में आउट पल्स की पुनरावृत्ति आवृत्तियों को सटीक रूप से ट्यून करने में सक्षम था। प्रदर्शित लेजर की मजबूत पुनर्संरचना को नियोजित करके, अनुसंधान टीम चिप-स्केल, आवृत्ति-स्थिर कंघी स्रोतों को सक्षम करने की उम्मीद करती है, जो सटीक सेंसिंग के लिए महत्वपूर्ण हैं।

गुओ की टीम को स्केलेबल, एकीकृत, अल्ट्राफास्ट फोटोनिक सिस्टम को साकार करने के लिए अतिरिक्त चुनौतियों का समाधान करने की आवश्यकता होगी जिन्हें पोर्टेबल और हैंडहेल्ड उपकरणों में उपयोग के लिए अनुवादित किया जा सकता है, लेकिन उनकी प्रयोगशाला ने इस वर्तमान प्रदर्शन के साथ एक बड़ी बाधा को पार कर लिया है।

गुओ ने कहा, यह उपलब्धि अंततः आंखों की बीमारियों का निदान करने या ई. कोली और खतरनाक वायरस जैसी चीजों के लिए भोजन और वातावरण का विश्लेषण करने के लिए सेल फोन का उपयोग करने का मार्ग प्रशस्त करती है। यह भविष्य की चिप-स्केल परमाणु घड़ियों को भी सक्षम कर सकता है, जो जीपीएस से छेड़छाड़ या अनुपलब्ध होने पर नेविगेशन की अनुमति देता है।