"କ୍ରାୟୋଜେନିକ୍ ଲେଜର୍" କ'ଣ? ପ୍ରକୃତରେ, ଏହା ଏକଲେଜର୍ଯାହାକୁ ଲାଭ ମାଧ୍ୟମର କମ୍ ତାପମାତ୍ରାରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରିବା ଆବଶ୍ୟକ।
ନିମ୍ନ ତାପମାତ୍ରାରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରୁଥିବା ଲେଜରଗୁଡ଼ିକର ଧାରଣା ନୂଆ ନୁହେଁ: ଇତିହାସରେ ଦ୍ୱିତୀୟ ଲେଜର କ୍ରାୟୋଜେନିକ୍ ଥିଲା। ପ୍ରାରମ୍ଭରେ, ଏହି ଧାରଣା କୋଠରୀ ତାପମାତ୍ରାରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରିବା କଷ୍ଟକର ଥିଲା, ଏବଂ 1990 ଦଶକରେ ଉଚ୍ଚ-ଶକ୍ତିଯୁକ୍ତ ଲେଜର ଏବଂ ଆମ୍ପ୍ଲିଫାୟରଗୁଡ଼ିକର ବିକାଶ ସହିତ ନିମ୍ନ-ତାପମାନ କାର୍ଯ୍ୟ ପାଇଁ ଉତ୍ସାହ ଆରମ୍ଭ ହୋଇଥିଲା।
ଉଚ୍ଚ କ୍ଷମତାରେଲେଜର ଉତ୍ସଗୁଡ଼ିକ, ଡିପୋଲାରାଇଜେସନ କ୍ଷତି, ଥର୍ମାଲ୍ ଲେନ୍ସ କିମ୍ବା ଲେଜର ସ୍ଫଟିକ ବଙ୍କା ଭଳି ତାପଜ ପ୍ରଭାବ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରିପାରେଆଲୋକ ଉତ୍ସ। ନିମ୍ନ ତାପମାତ୍ରାର ଶୀତଳୀକରଣ ମାଧ୍ୟମରେ, ଅନେକ କ୍ଷତିକାରକ ତାପଜ ପ୍ରଭାବକୁ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ଭାବରେ ଦମନ କରାଯାଇପାରିବ, ଅର୍ଥାତ୍, ଲାଭ ମାଧ୍ୟମକୁ 77K କିମ୍ବା 4K ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଥଣ୍ଡା କରିବାକୁ ପଡିବ। ଶୀତଳୀକରଣ ପ୍ରଭାବରେ ମୁଖ୍ୟତଃ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ:
ଲାଭ ମାଧ୍ୟମର ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟପୂର୍ଣ୍ଣ ପରିବାହିତା ବହୁତ ବାଧାପ୍ରାପ୍ତ ହୁଏ, ମୁଖ୍ୟତଃ କାରଣ ଦଉଡ଼ିର ମଧ୍ୟମ ମୁକ୍ତ ପଥ ବୃଦ୍ଧି ପାଇଥାଏ। ଫଳସ୍ୱରୂପ, ତାପମାତ୍ରା ଗ୍ରାଡିଏଣ୍ଟ ନାଟକୀୟ ଭାବରେ ହ୍ରାସ ପାଏ। ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ଯେତେବେଳେ ତାପମାତ୍ରା 300K ରୁ 77K କୁ ହ୍ରାସ କରାଯାଏ, YAG ସ୍ଫଟିକର ତାପଜ ପରିବାହିତା ସାତ ଗୁଣ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ।
ତାପଜ ପ୍ରସାରଣ ଗୁଣାଙ୍କ ମଧ୍ୟ ତୀବ୍ର ଭାବରେ ହ୍ରାସ ପାଏ। ଏହା, ତାପମାତ୍ରା ଗ୍ରାଡିଏଣ୍ଟରେ ହ୍ରାସ ସହିତ, ଏକ ହ୍ରାସିତ ତାପଜ ଲେନ୍ସିଂ ପ୍ରଭାବ ସୃଷ୍ଟି କରେ ଏବଂ ତେଣୁ ଚାପ ଫାଟିବାର ସମ୍ଭାବନା ହ୍ରାସ ପାଏ।
ଥର୍ମୋ-ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଗୁଣାଙ୍କ ମଧ୍ୟ ହ୍ରାସ ପାଇଛି, ଯାହା ଥର୍ମାଲ୍ ଲେନ୍ସ ପ୍ରଭାବକୁ ଆହୁରି ହ୍ରାସ କରିଥାଏ।
ବିରଳ ପୃଥିବୀ ଆୟନର ଅବଶୋଷଣ କ୍ରସ୍ ସେକ୍ସନର ବୃଦ୍ଧି ମୁଖ୍ୟତଃ ତାପଜ ପ୍ରଭାବ ଯୋଗୁଁ ପ୍ରସାରଣ ହ୍ରାସ ପାଇବା ହେତୁ ହୋଇଥାଏ। ତେଣୁ, ସଂତୃପ୍ତି ଶକ୍ତି ହ୍ରାସ ପାଏ ଏବଂ ଲେଜର ଲାଭ ବୃଦ୍ଧି ପାଏ। ତେଣୁ, ଥ୍ରେସହୋଲ୍ଡ ପମ୍ପ ଶକ୍ତି ହ୍ରାସ ପାଏ, ଏବଂ Q ସ୍ୱିଚ୍ କାର୍ଯ୍ୟ କରୁଥିବା ସମୟରେ ଛୋଟ ପଲ୍ସ ପ୍ରାପ୍ତ କରାଯାଇପାରିବ। ଆଉଟପୁଟ୍ କପଲରର ଟ୍ରାନ୍ସମିଟାନ୍ସ ବୃଦ୍ଧି କରି, ସ୍ଲୋପ୍ ଦକ୍ଷତା ଉନ୍ନତ କରାଯାଇପାରିବ, ତେଣୁ ପରଜୀବୀ ଗହ୍ବର କ୍ଷତି ପ୍ରଭାବ କମ୍ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ହୋଇଯାଏ।
କ୍ୱାସି-ଥ୍ରୀ-ଲେବଲ୍ ଲାଭ ମାଧ୍ୟମର ମୋଟ ନିମ୍ନ ସ୍ତରର କଣିକା ସଂଖ୍ୟା ହ୍ରାସ ପାଇଛି, ତେଣୁ ଥ୍ରେସହୋଲ୍ଡ ପମ୍ପିଂ ଶକ୍ତି ହ୍ରାସ ପାଇଛି ଏବଂ ଶକ୍ତି ଦକ୍ଷତା ଉନ୍ନତ ହୋଇଛି। ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, Yb:YAG, ଯାହା 1030nm ରେ ଆଲୋକ ଉତ୍ପାଦନ କରେ, ତାହାକୁ କୋଠରୀ ତାପମାତ୍ରାରେ କ୍ୱାସି-ଥ୍ରୀ-ଲେବଲ୍ ସିଷ୍ଟମ ଭାବରେ ଦେଖାଯାଇପାରେ, କିନ୍ତୁ 77K ରେ ଏକ ଚାରି-ସ୍ତରୀୟ ସିଷ୍ଟମ ଭାବରେ ଦେଖାଯାଇପାରେ। Er: YAG ପାଇଁ ମଧ୍ୟ ସମାନ କଥା ସତ୍ୟ।
ଲାଭ ମାଧ୍ୟମ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରି, କିଛି କ୍ୱଞ୍ଚିଂ ପ୍ରକ୍ରିୟାର ତୀବ୍ରତା ହ୍ରାସ ପାଇବ।
ଉପରୋକ୍ତ କାରଣଗୁଡ଼ିକ ସହିତ ମିଶି, ନିମ୍ନ ତାପମାତ୍ରାର କାର୍ଯ୍ୟକ୍ଷମତା ଲେଜରର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାକୁ ବହୁ ପରିମାଣରେ ଉନ୍ନତ କରିପାରିବ। ବିଶେଷକରି, ନିମ୍ନ ତାପମାତ୍ରାର ଶୀତଳୀକରଣ ଲେଜରଗୁଡ଼ିକ ତାପଜ ପ୍ରଭାବ ବିନା ବହୁତ ଅଧିକ ଆଉଟପୁଟ୍ ଶକ୍ତି ପାଇପାରିବେ, ଅର୍ଥାତ୍, ଭଲ ବିମ୍ ଗୁଣବତ୍ତା ପାଇପାରିବେ।
ବିଚାର କରିବାକୁ ଥିବା ଗୋଟିଏ ପ୍ରସଙ୍ଗ ହେଉଛି ଯେ ଏକ କ୍ରାଇଓକୁଲ୍ଡ ଲେଜର ସ୍ଫଟିକରେ, ବିକିରଣିତ ଆଲୋକ ଏବଂ ଅବଶୋଷିତ ଆଲୋକର ବ୍ୟାଣ୍ଡୱିଡଥ୍ ହ୍ରାସ ପାଇବ, ତେଣୁ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ ଟ୍ୟୁନିଂ ପରିସର ସଂକୁଚିତ ହେବ, ଏବଂ ପମ୍ପଡ୍ ଲେଜରର ରେଖା ପ୍ରସ୍ଥ ଏବଂ ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ ସ୍ଥିରତା ଅଧିକ କଠୋର ହେବ। ତଥାପି, ଏହି ପ୍ରଭାବ ସାଧାରଣତଃ ବିରଳ।
କ୍ରାୟୋଜେନିକ ଶୀତଳୀକରଣ ସାଧାରଣତଃ ଏକ ଥଣ୍ଡାକାରୀ ବ୍ୟବହାର କରେ, ଯେପରିକି ତରଳ ନାଇଟ୍ରୋଜେନ କିମ୍ବା ତରଳ ହିଲିୟମ, ଏବଂ ଆଦର୍ଶ ଭାବରେ ରେଫ୍ରିଜରେଣ୍ଟ ଏକ ଲେଜର ସ୍ଫଟିକ ସହିତ ସଂଲଗ୍ନ ଏକ ଟ୍ୟୁବ୍ ମାଧ୍ୟମରେ ପରିକ୍ରମା କରେ। କୁଲାଣ୍ଟକୁ ସମୟ ସହିତ ପୁନଃପୂରଣ କରାଯାଏ କିମ୍ବା ଏକ ବନ୍ଦ ଲୁପରେ ପୁନଃଚକ୍ରିତ କରାଯାଏ। ଘନୀକରଣକୁ ଏଡାଇବା ପାଇଁ, ସାଧାରଣତଃ ଲେଜର ସ୍ଫଟିକକୁ ଏକ ଶୂନ୍ୟ ଚାମ୍ବରରେ ରଖିବା ଆବଶ୍ୟକ।
କମ ତାପମାତ୍ରାରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରୁଥିବା ଲେଜର ସ୍ଫଟିକର ଧାରଣାକୁ ଆମ୍ପ୍ଲିଫାୟରଗୁଡ଼ିକରେ ମଧ୍ୟ ପ୍ରୟୋଗ କରାଯାଇପାରିବ। ଟାଇଟାନିୟମ୍ ନୀଳାକାରକୁ ସକାରାତ୍ମକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଆମ୍ପ୍ଲିଫାୟର ତିଆରି କରିବା ପାଇଁ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଇପାରିବ, ଯାହାର ହାରାହାରି ଆଉଟପୁଟ୍ ପାୱାର ଦଶ ୱାଟରେ ହୋଇଥାଏ।
ଯଦିଓ କ୍ରାୟୋଜେନିକ୍ କୁଲିଂ ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକ ଜଟିଳ ହୋଇପାରେଲେଜର ସିଷ୍ଟମ, ଅଧିକ ସାଧାରଣ ଶୀତଳୀକରଣ ପ୍ରଣାଳୀ ପ୍ରାୟତଃ କମ୍ ସରଳ ହୋଇଥାଏ, ଏବଂ କ୍ରାୟୋଜେନିକ୍ ଶୀତଳୀକରଣର ଦକ୍ଷତା ଜଟିଳତାରେ କିଛି ହ୍ରାସ ପାଇଁ ଅନୁମତି ଦିଏ।
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ଜୁଲାଇ-୧୪-୨୦୨୩