एक चिप पर समेट दिया शक्तिशाली लेजर को, देखें वीडियो

बीस वर्षों के निरंतर अनुसंधान और प्रयास में कामयाबी मिली

• आकार छोटा करना बड़ी चुनौती थी

• फेम्टोसेकंड लेजर के बराबर है यह

• कई वैज्ञानिक कार्यों में मददगार होगा

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रांचीः दशकों से, अल्ट्राफास्ट लेजर आधुनिक प्रकाशिकी (ऑप्टिक्स) के सबसे शक्तिशाली उपकरणों में से एक रहे हैं। इनके पल्स (धड़कन) केवल कुछ सौ फेम्टोसेकंड (एक सेकंड के दस लाखवें हिस्से का अरबवां हिस्सा) तक ही रहते हैं। यह तकनीक सटीक विनिर्माण (प्रिसिजन मैन्युफैक्चरिंग) और आंखों की सर्जरी से लेकर ऑप्टिकल फ्रीक्वेंसी कॉम्ब्स तक की तकनीकों को सक्षम बनाती है। फ्रीक्वेंसी कॉम्ब एक नोबेल पुरस्कार विजेता नवाचार है, जो दुनिया की सबसे सटीक ऑप्टिकल परमाणु घड़ियों को शक्ति प्रदान करता है। इतने महत्वपूर्ण होने के बावजूद, ये लेजर बड़े पैमाने पर बड़े और महंगे सिस्टम बने रहे हैं, जो प्रयोगशालाओं की पूरी ऑप्टिकल टेबल को घेर लेते हैं।

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अब, ईपीएफएल में प्रोफेसर टोबियास जे. किपेनबर्ग के नेतृत्व में शोधकर्ताओं ने एक ऐसी सफलता हासिल की है जो इस तकनीक के आकार को नाटकीय रूप से छोटा कर सकती है। नेचर पत्रिका में प्रकाशित रिपोर्ट के अनुसार, टीम ने पहला ऐसा एकीकृत (एम्बेडेड) अल्ट्राफास्ट लेजर तैयार किया है जो पारंपरिक टेबलटॉप फेम्टोसेकंड लेजर के प्रदर्शन की बराबरी करने में सक्षम है। यह उपकरण एक फोटोनिक चिप से 1.05 नैनोजूल की पल्स ऊर्जा और 147 फेम्टोसेकंड जितनी छोटी पल्स अवधि प्रदान करता है।

फोटोनिक चिप्स एक वेफर पर उकेरी गई वेवगाइड्स नामक सूक्ष्म संरचनाओं का उपयोग करके प्रकाश को नियंत्रित करती हैं। ठीक उसी तरह जैसे इलेक्ट्रॉनिक चिप्स विद्युत संकेतों को निर्देशित करती हैं, फोटोनिक चिप्स प्रकाश को गाइड और प्रोसेस करती हैं।

प्रोफेसर किपेनबर्ग कहते हैं, बीस से अधिक वर्षों से, चिप पर एक उच्च-पल्स-ऊर्जा फेम्टोसेकंड लेजर को एकीकृत फोटोनिक्स का एक पवित्र लक्ष्य माना जाता था। हमारे परिणाम से पता चलता है कि यह न केवल संभव है, बल्कि इसे एक आश्चर्यजनक और सुरुचिपूर्ण वास्तुकला (आर्किटेक्चर) के साथ हासिल किया जा सकता है, जिसे एकीकृत-फोटोनिक्स समुदाय ने अब तक नजरअंदाज कर दिया था।

इस उपलब्धि को हासिल करने के लिए, शोधकर्ताओं ने मैमीशेव ऑसिलेटर नामक लेजर आर्किटेक्चर को अपनाया। यह प्रणाली दो ऑप्टिकल फिल्टरों के बीच एक गैर-रेखीय (नॉन-लीनियर) वेवगाइड रखती है। इस एर्बियम-डोपेड सिलिकॉन नाइट्राइड चिप पर लेजर कैविटी की लंबाई 42 सेंटीमीटर है, फिर भी इसे माचिस के सिर के बराबर क्षेत्र वाली चिप पर मोड़ा जा सकता है।

चूँकि फोटोनिक चिप्स का निर्माण कंप्यूटर चिप्स के समान तरीकों का उपयोग करके किया जा सकता है, इसलिए एक साथ 1,000 से अधिक लेजर कैविटी का उत्पादन किया जा सकता है। इससे लागत काफी कम होगी और चिकित्सा निदान, पर्यावरण प्रदूषण का पता लगाने तथा कॉम्पैक्ट परमाणु घड़ियों के निर्माण का रास्ता साफ होगा।

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