बार - बार आने वालागीगाहर्ट्ज़अलग-अलग रंगों और आकृतियों के साथ दालें अल्ट्राफास्ट इमेजिंग और लेजर प्रसंस्करण में नई संभावनाओं को खोलती हैं।
जापान में टोक्यो विश्वविद्यालय और सैतामा विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक टीम ने "स्पेक्ट्रम शटल" नामक एक नवीन ऑप्टिकल तकनीक विकसित की है। यह तकनीक एक साथ गीगाहर्ट्ज़ स्पंदन उत्पन्न कर सकती है और उनकी स्थानिक प्रोफ़ाइल बना सकती है।
अत्यधिक दोहराव वाली दालों का निर्माण और आकार उच्च गति फोटोग्राफी, लेजर प्रसंस्करण और ध्वनिक तरंग उत्पादन सहित विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए बहुत अच्छा वादा करता है। ~0.01 ~ ~10 नैनोसेकंड के अंतराल के साथ गीगाहर्ट्ज़ (GHz) पल्स अल्ट्राफास्ट घटनाओं को देखने और लेजर प्रसंस्करण की दक्षता में सुधार करने में विशेष रूप से मूल्यवान हैं।
वर्तमान में, जबकि उद्योग में पल्स के गीगाहर्ट्ज बर्स्ट उत्पन्न करने के तरीके उपलब्ध हैं, चुनौतियाँ बनी हुई हैं - जैसे कि पल्स ऊर्जा का अकुशल उत्पादन, पल्स अंतराल की खराब ट्यूनेबिलिटी और मौजूदा प्रणालियों की जटिलता। इसके अतिरिक्त, स्थानिक प्रकाश मॉड्यूलेटर की अपर्याप्त प्रतिक्रिया के कारण प्रत्येक गीगाहर्ट्ज़ बर्स्ट पल्स की स्थानिक प्रोफ़ाइल को आकार देना सीमित है।
इन चुनौतियों का समाधान करने के लिए, ऊपर उल्लिखित अनुसंधान टीम ने एक नई योजना विकसित की।
इस दृष्टिकोण में एक विवर्तन झंझरी के माध्यम से अल्ट्राशॉर्ट दालों को क्षैतिज रूप से फैलाना शामिल है, जिसमें दालों को अलग-अलग तरंग दैर्ध्य में स्थानिक रूप से अलग करने के लिए समानांतर दर्पण का उपयोग किया जाता है। ये लंबवत संरेखित दालें एक स्थानिक प्रकाश मॉड्यूलेटर का उपयोग करके व्यक्तिगत रूप से स्थानिक रूप से संशोधित करने में सक्षम हैं। परिणामी संग्राहक दालें, गीगाहर्ट्ज रेंज में अलग-अलग समय की देरी के साथ, वर्णक्रमीय रूप से अलग-अलग गीगाहर्ट्ज स्पंदन उत्पन्न करती हैं, जिनमें से प्रत्येक की स्थानिक प्रोफ़ाइल में एक अद्वितीय आकार होता है।
बताया गया है कि यह विधि तरंग दैर्ध्य और समय अंतराल में अलग-अलग बदलावों के साथ गीगाहर्ट्ज़ बर्स्ट पल्स को सफलतापूर्वक उत्पन्न करती है। यह स्थिति परिवर्तन और शिखर विभाजन सहित स्थानिक प्रोफाइल के गठन को प्रदर्शित करता है। अल्ट्राफास्ट स्पेक्ट्रल इमेजिंग के लिए विधि का अनुप्रयोग एक साथ विभिन्न तरंग दैर्ध्य बैंड की गतिशीलता को पकड़ने की क्षमता प्रदर्शित करता है।
यह विधि उप-नैनोसेकंड से नैनोसेकंड समय के पैमाने में अल्ट्राफास्ट इमेजिंग की सुविधा प्रदान करती है, जिससे तेज, गैर-दोहरावदार घटनाओं का विश्लेषण संभव हो पाता है। इसके संभावित अनुप्रयोगों में अज्ञात अल्ट्राफास्ट घटनाओं का खुलासा करना और औद्योगिक वातावरण में तेज़ भौतिक प्रक्रियाओं की निगरानी करना शामिल है। सटीक लेजर प्रसंस्करण और लेजर थेरेपी में गीगाहर्ट्ज पल्स को व्यक्तिगत रूप से आकार देने की क्षमता भी काफी आशाजनक है।
विशेष रूप से, टीम के नवोन्मेषी दृष्टिकोण के परिणामस्वरूप एक कॉम्पैक्ट डिजाइन और बढ़ी हुई पोर्टेबिलिटी प्राप्त हुई है, जो इसे वैज्ञानिक अनुसंधान सुविधाओं और विभिन्न औद्योगिक प्रौद्योगिकियों में उपयोग के लिए उपयुक्त बनाती है।
कीतारो शिमादा, पीएच.डी. बायोइंजीनियरिंग विभाग में उम्मीदवारटोक्यो विश्वविद्यालय, ने कहा, "हमारी अनूठी ऑप्टिकल संरचना त्रि-आयामी ऑप्टिकल पथ के साथ अल्ट्राशॉर्ट पल्स के हेरफेर की अनुमति देती है, जिसके परिणामस्वरूप गीगाहर्ट्ज विस्फोटों का अभूतपूर्व स्थानिक हेरफेर होता है।"
उन्होंने आगे कहा, "स्पेक्ट्रम शटलिंग 10 पिकोसेकंड से लेकर 10 नैनोसेकंड तक के अंतराल के साथ गीगाहर्ट्ज बर्स्ट पल्स की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान करता है। मेरा मानना है कि प्लाज्मा, धातु और कोशिकाओं सहित विभिन्न लक्ष्यों के लिए हमारी तकनीक पर आधारित अनुप्रयोग वैज्ञानिक खोज को गति देंगे। और उद्योग और चिकित्सा में तकनीकी नवाचार।"
यह नवीन तकनीक वैज्ञानिक अनुसंधान और औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए निहितार्थ के साथ, अल्ट्राफास्ट इमेजिंग को आगे बढ़ाने का रास्ता खोलती है। गीगाहर्ट्ज पल्स को एक साथ उत्पन्न करने और विस्फोट करने की इसकी क्षमता तेज घटनाओं का अध्ययन करने और लेजर-आधारित प्रक्रियाओं को बढ़ाने के लिए एक बहुमुखी उपकरण पेश करती है।
