Lithium niobate thin films (TFLN)، وسیع شفافیت والی کھڑکی، ہائی ریفریکٹیو انڈیکس، اور بڑے اکوسٹو آپٹک/الیکٹرو آپٹک/نان لائنر آپٹیکل کوفیشینٹس کے اہم فوائد کے ساتھ، اعلیٰ کی ساخت کے لیے ایک امید افزا مادی پلیٹ فارم کے طور پر ابھری ہیں۔ پرفارمنس فوٹوونک انٹیگریٹڈ ڈیوائسز کلاسیکی اور کوانٹم دونوں ایپلی کیشنز کے لیے، جہاں فوٹوونکس ڈیوائسز، جیسے کم نقصان والے ویو گائیڈز، ہائی کوالٹی مائیکرو ریزونیٹرز، ہائی اسپیڈ ماڈیولٹرز، اور ہائی ایفیشینسی آپٹیکل فریکوئنسی کنورٹرز، کو اب محسوس کیا گیا ہے۔ تاہم، سنگل کرسٹل لتیم نیوبیٹ میں موثر luminescence اور پتہ لگانے کی صلاحیتوں کا فقدان ہے۔
حال ہی میں، نایاب ارتھ آئنوں کے ساتھ ڈوپڈ لیتھیم نائوبیٹ کرسٹل TFLN پلیٹ فارمز کے آپٹیکل گین فنکشن کو سمجھنے کے لیے ایک عملی حل بننا شروع ہو گئے ہیں، اور نایاب ارتھ آئن ڈوپڈ آپٹیکل پمپڈ مائیکرو لیزر تجرباتی طور پر ظاہر کیے گئے ہیں۔ نایاب ارتھ آئن ڈوپڈ لیزرز میں وسیع بینڈوتھ، پولرائزیشن غیر حساسیت، اعلی قابل اطلاق درجہ حرارت اور اچھی مطابقت کے فوائد ہیں۔ اس کے علاوہ، نایاب زمین کے آئن ڈوپڈ لیزرز ہائی پاور آؤٹ پٹ، موڈ لاک آپریشن، اور مربوط بیم کے امتزاج کے حصول میں زیادہ امید افزا ہیں۔ تاہم، فی الحال، تمام نایاب ارتھ آئن ڈوپڈ TFLN لیزرز آپٹیکل ریشوں کا استعمال کرتے ہوئے منسلک بیرونی لیزرز کے ذریعے آپٹیکل پمپ کیے جاتے ہیں، جو TFLNs پر مربوط فوٹوونکس کی ترقی میں رکاوٹ ہیں۔
حال ہی میں، ایسٹ چائنا نارمل یونیورسٹی میں پروفیسر چینگ یا کی ٹیم نے ایک کمپیکٹ ہائبرڈ لیتھیم نائوبیٹ مائیکرو رنگ لیزر کا مظاہرہ کیا۔ شکل 1 مجوزہ کمپیکٹ ہائبرڈ لیتھیم نائوبیٹ مائیکرو رِنگ لیزر کا اسکیمیٹک ڈایاگرام دکھاتا ہے جو ایک سیمی کنڈکٹر لیزر کے ذریعے پمپ کیا گیا ہے، جو تجارتی طور پر دستیاب CoS-پیکیجڈ سیمی کنڈکٹر لیزر اور ایک ہائی-Q Er3 پلس ڈوپڈ مائیکرو رنگ پر مشتمل ہے۔ مائیکرو رِنگ کے ان پٹ پورٹ اور CoS- encapsulated سیمی کنڈکٹر لیزر ٹیوب کے آؤٹ پٹ پورٹ کے درمیان سیدھ ایک {{10}} محور الائنمنٹ سسٹم کے ذریعے 10 nm کی ایڈجسٹ درستگی کے ساتھ حاصل کی جاتی ہے، جس میں موڑ موثر آپٹیکل کپلنگ کو قابل بناتا ہے۔ مستحکم اور سخت بانڈنگ حاصل کرنے کے لیے، یووی چپکنے والی ڈسپنسر کے ذریعے لگائی جاتی ہے اور دو چپس کو یووی شعاع ریزی کے ذریعے طے کیا جاتا ہے۔ اس کام کی کلید یہ ہے کہ Er3 پلس ڈوپڈ مائیکرو رِنگ سیمی کنڈکٹر لیزر کے پمپ طول موج پر اعلی Q قدر رکھتی ہے۔ جیسا کہ تصویر 2 میں دکھایا گیا ہے، سیمی کنڈکٹر کے پمپ لیزر کی درمیانی طول موج 976.24 nm ہے، اور اس طول موج پر، مائیکرو رِنگ کی Q قدر 7.3×105 ہے۔ پمپ لائٹ کے نیچے Er3 پلس ڈوپڈ مائیکرو رِنگ کے ذریعہ تیار کردہ لیزر کی سنٹر ویو لینتھ 1531.27 nm ہے، اور لیزر کی لائن وِڈتھ 0.05 nm ہے، اور سنگل موڈ لیزر کا اخراج موڈ پر منحصر نقصان سے منسوب ہے۔ مقابلہ حاصل کریں. اس کے علاوہ، خارج ہونے والے لیزر کی لائن وِڈتھ CoS پیکجڈ سیمی کنڈکٹر لیزر کے ذریعے پیدا ہونے والی پمپ لائٹ کی لائن وِڈتھ کے مقابلے میں شدت کے دو آرڈرز کم ہے۔
تصویر 1. (a) ایک کمپیکٹ ہائبرڈ لیتھیم نائوبیٹ مائیکرو رِنگ لیزر کا اسکیمیٹک ڈایاگرام جس میں CoS پیکڈ سیمی کنڈکٹر لیزر اور ایک ہائی-Q Er:TFLN مائیکرو رِنگ لیزر شامل ہے۔ (b) کومپیکٹ ہائبرڈ لتیم نائوبیٹ مائیکرو رِنگ لیزر کا ٹاپ ویو۔ C
تصویر 2. (a) 976 nm پر مائکرو رنگ کا Q 7.3 × 105 ہے۔ (b) 1531 nm پر مائکرو رنگ کا Q 1.85 × 105 ہے۔ (c) سیمی کنڈکٹر لیزر کے مرکز طول موج کے قریب سپیکٹرم۔ (d) Er3 پلس ڈوپڈ مائیکرو رنگ کی طول موج کے قریب سپیکٹرم 0.05 nm کی لکیر کی چوڑائی کے ساتھ 1531.27 nm پر سنگل فریکوئنسی لیزر خارج کرتا ہے۔
یہ کام ایک طاقتور ہائبرڈ لیتھیم نائوبیٹ مائیکرو رِنگ لیزر ماخذ کی کھوج کرتا ہے جس میں مربوط آپٹیکل کمیونیکیشنز اور پریزیشن میٹرولوجی میں ممکنہ ایپلی کیشنز ہیں، اور نتائج آپٹکس لیٹرز میں آن لائن شائع کیے گئے ہیں۔
