हाल ही में, संयुक्त राज्य अमेरिका में स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय में एक शोध टीम ने सफलतापूर्वक एक डॉक्टरेट शोध प्रबंध पूरा किया: टाइटेनियम: नीलम पर लेजर और एम्पलीफायरों के लिए नीलम-ऑन-इन्सुलेटर फोटोनिक्स। परिणामों ने एक नई प्रक्रिया शुरू की: टाइटेनियम: नीलम फोटोनिक्स, जो भविष्य में हाई-स्पीड कंप्यूटिंग, डेटा संचार और ऑप्टिकल सेंसर के विकास के लिए नई संभावनाएं प्रदान करते हुए,-चिप कम-थ्रेशोल्ड लेजर और उच्च-शक्ति लेजर प्रवर्धन को प्राप्त कर सकता है।
अनुसंधान बैकग्राउंड
लेजर प्रौद्योगिकी के विकास ने वैज्ञानिक अनुसंधान और औद्योगिक अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई है। विशेष रूप से, टाइटेनियम नीलम (टाइटेनियम: नीलम, टीआई: नीलम) लेज़रों का व्यापक रूप से ऑप्टिकल फ्रीक्वेंसी कॉम्ब्स, दो-फोटॉन माइक्रोस्कोपी और क्वांटम ऑप्टिकल प्रयोगों में उनके अल्ट्रा-वाइड बैंडविड्थ और ट्यून करने योग्य रेंज के कारण उपयोग किया जाता है। हालांकि, उनके बड़े आकार, उच्च लागत और उच्च-शक्ति पंप प्रकाश स्रोतों की आवश्यकता के कारण, पारंपरिक टाइटेनियम नीलम लेज़रों का अनुप्रयोग बहुत सीमित है।
डेस्कटॉप से चिप तक: टाइटेनियम नीलम लेज़रों की तकनीकी छलांग
टाइटेनियम नीलम लेज़रों ने लंबे समय से अपने उत्कृष्ट प्रदर्शन के कारण वैज्ञानिक अनुसंधान में एक मुख्य स्थान पर कब्जा कर लिया है। हालांकि, पारंपरिक सिस्टम बड़े और महंगे हैं, और पोर्टेबिलिटी और बड़े पैमाने पर एकीकरण की जरूरतों को पूरा नहीं कर सकते हैं। TI: SAOI फोटोनिक प्लेटफॉर्म स्टैनफोर्ड टीम द्वारा विकसित किया गया है, जो एक इंसुलेटिंग सब्सट्रेट पर टाइटेनियम नीलम को एकीकृत करने के लिए एक एकल क्रिस्टल पतली फिल्म प्रक्रिया का उपयोग करता है, तीन प्रमुख सफलताओं को प्राप्त करता है:
1। अल्ट्रा-लो थ्रेशोल्ड लेजर दोलन
एक कम-हानि-फुसफुसाहट-गैलरी-मोड माइक्रो-रेजोनेंट कैविटी बनाकर, शोधकर्ताओं ने एक टाइटेनियम नीलम लेजर हासिल किया है, जिसमें केवल मिलिवाट-स्तरीय पंप पावर की आवश्यकता होती है
2। उच्च-शक्ति ऑप्टिकल एम्पलीफायर
TI की मोड कारावास क्षमता: Saoi WaveGuide पारंपरिक प्रणालियों की तुलना में अधिक परिमाण के कई आदेश हैं, जो दुनिया के पहले ठोस-राज्य ऑप्टिकल एम्पलीफायर को 1 माइक्रोन के नीचे एक ऑपरेटिंग तरंग दैर्ध्य के साथ महसूस करते हैं। यह एम्पलीफायर 1 की शिखर शक्ति में picosecond दालों को बढ़ा सकता है। 0 किलोवाट विकृति के बिना।
3। ट्यून करने योग्य एकीकृत लेजर
अनुसंधान टीम ने दुनिया के पहले ट्यून करने योग्य एकीकृत टाइटेनियम नीलम लेजर को सफलतापूर्वक विकसित किया है और पहली बार पंप प्रकाश स्रोतों के रूप में कम लागत वाली हरी लेजर डायोड का उपयोग किया है। इस तकनीकी सफलता से बड़े पैमाने पर टाइटेनियम नीलम लेजर सरणियों का एहसास होने की उम्मीद है, जो भविष्य के उच्च-अंत ऑप्टिकल अनुप्रयोगों के लिए नई संभावनाएं प्रदान करता है। क्वांटम ऑप्टिक्स और नॉनलाइनियर फोटोनिक्स में प्रमुख प्रगति
TI: SAOI प्लेटफॉर्म के विकास के अलावा, पेपर में सिलिकॉन कार्बाइड (SIC) फोटोनिक प्लेटफॉर्म पर आधारित उलटा डिजाइन ऑप्टिकल तकनीक भी शामिल है। उलटा डिजाइन ने फोटोनिक्स के क्षेत्र में क्रांति ला दी है, जिससे जटिल संरचनाओं का स्वचालित विकास संभव है। हालांकि, nonlinear फोटोनिक्स में उलटा डिजाइन का अनुप्रयोग अभी भी अपनी प्रारंभिक अवस्था में है।
शोधकर्ताओं ने सिलिकॉन कार्बाइड नैनो-ऑप्टिकल गुहाओं में क्वांटम और शास्त्रीय नॉनलाइनियर फोटॉन पीढ़ी हासिल की।
फोटोनिक एकीकरण का युग: वाणिज्यिक अनुप्रयोगों के लिए व्यापक संभावनाएं
इस शोध का मुख्य योगदान वैज्ञानिक और औद्योगिक समुदायों के लिए नए उपकरण प्रदान करते हुए, टाइटेनियम नीलम लेजर प्रौद्योगिकी की लघु, कम लागत और स्केलेबिलिटी को प्राप्त करना है। TI: SAOI प्रौद्योगिकी कई क्षेत्रों में व्यापक अनुप्रयोग संभावनाओं को दिखाती है:
1। ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी कॉम्ब्स का उपयोग उच्च-सटीक वर्णक्रमीय विश्लेषण और मेट्रोलॉजी के लिए किया जाता है।
2। बायो-ऑप्टिकल इमेजिंग उच्च-रिज़ॉल्यूशन इमेजिंग प्रौद्योगिकियों जैसे दो-फोटॉन माइक्रोस्कोपी में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
3। क्वांटम संचार और कंप्यूटिंग को अधिक कुशल क्वांटम सूचना प्रसंस्करण को प्राप्त करने के लिए क्वांटम प्रकाश स्रोतों के रूप में उपयोग किया जा सकता है।
