شنگھائی انسٹی ٹیوٹ آف آپٹکس اینڈ پریسیژن مشینری (SIPM) نے Yb لیزر پر مبنی نئے Terahertz ماخذ کی تحقیق میں پیش رفت کی ہے۔

حال ہی میں، شنگھائی انسٹی ٹیوٹ آف آپٹیکل پریسجن اینڈ مکینیکل ریسرچ (SIPMR)، چائنیز اکیڈمی آف سائنسز (CAS) کی مضبوط فیلڈ لیزر فزکس کی اسٹیٹ کلیدی لیبارٹری نے Yb لیزر پمپ کی بنیاد پر مضبوط فیلڈ ٹیرا ہرٹز لہریں پیدا کرنے میں نئی ​​پیش رفت کی ہے۔ نامیاتی کرسٹل متعلقہ تحقیقی نتائج اپلائیڈ فزکس میں "DSTMS کرسٹل پمپڈ 1030nm Yb-laser سے Efficient strong-field THz نسل" کے عنوان سے شائع کیے گئے تھے۔ اپلائیڈ فزکس لیٹرز میں شائع ہوا۔
غیر نامیاتی کرسٹل جیسے ZnTe اور LiNbO3 کے مقابلے میں، DAST اور DSTMS جیسے نامیاتی کرسٹل میں ٹیراہرٹز بینڈ میں زیادہ نان لائنر گتانک اور کم جذب گتانک ہوتے ہیں۔ پچھلے مطالعات میں، 1200 سے 1700 nm کی طول موج کے ساتھ ایک اورکت الٹرا شارٹ پلسڈ لیزر عام طور پر نامیاتی کرسٹل کو پمپ کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا تھا تاکہ بہتر مرحلے کی مماثلت اور اعلی ٹیرا ہرٹز کی تبدیلی کی کارکردگی حاصل کی جا سکے۔ تاہم، اس ویو لینتھ بینڈ میں ہائی انرجی الٹرا شارٹ لیزر دالیں حاصل کرنے کے لیے OP(CP)A جیسی تکنیکوں کا استعمال کرتے ہوئے فریکوئنسی کی تبدیلی کی ضرورت ہوتی ہے، جو نہ صرف توانائی کی تبدیلی کی کارکردگی اور نظام کے استحکام کو بہت کم کرتی ہے، بلکہ آلات کی لاگت اور پیچیدگی کو بھی بہتر بناتی ہے۔ حالیہ برسوں میں، الٹرا فاسٹ Yb لیزرز کو سائنسی تحقیقی برادری اور صنعت نے کم قیمت، زیادہ طاقت اور چھوٹے بنانے میں ان کے فوائد کے لیے زور دیا ہے۔ Yb لیزر کے ساتھ terahertz لہروں کی نسل براہ راست کرسٹل چلاتے ہوئے ایک مربوط terahertz ماخذ کی ترقی کے لیے ایک خیال فراہم کرتی ہے، اور متعلقہ سائنسی تحقیق اور اطلاق کے شعبوں کی ترقی کا موقع فراہم کرتی ہے۔
یہ مطالعہ الٹرا شارٹ پلس لیزر کے ساتھ آرگینک کرسٹل فوٹو رییکٹیفکیشن کو پمپ کرکے ٹیرا ہرٹز لہروں کو پیدا کرنے کے لیے مرحلے کے مماثل حالات کو بیان کرتا ہے، اور پمپنگ لیزر پر ٹیرا ہرٹز فریکوئنسی، ہم آہنگی کی لمبائی وغیرہ کے انحصار کا تجزیہ کرتا ہے۔ تحقیقی ٹیم نے Yb لیزر پمپڈ آرگینک کرسٹل DSTMS کو مضبوط فیلڈ ٹیرا ہرٹز بنانے کے لیے استعمال کیا۔ ٹیرا ہرٹز بینڈ کے فیز میچنگ کو ڈیزائن کرکے اور پمپ لیزر پلس کی چوڑائی اور طاقت کی کثافت کو بہتر بنا کر، ٹیم نے 0.4 μJ کی واحد پلس توانائی اور 236 kV/cm کی چوٹی فیلڈ طاقت کے ساتھ مضبوط فیلڈ ٹیرا ہرٹز لہر حاصل کی، ایک سپیکٹرم کے ساتھ احاطہ کرتا ہے 0۔ مندرجہ بالا تجربات نے Yb لیزر پمپڈ آرگینک کرسٹل کی فزیبلٹی کی تصدیق کی ہے تاکہ ملی واٹ کی سطح کی ہائی پاور مضبوط فیلڈ ٹیرا ہرٹز لہریں پیدا کی جائیں، جو متعلقہ شعبوں میں سائنسی تحقیق اور ایپلی کیشن کے فروغ کے لیے ایک نیا مربوط ٹیرا ہرٹز لائٹ سورس حل فراہم کرتی ہے۔
اس کام کو چائنا کے نیشنل کی ریسرچ اینڈ ڈویلپمنٹ پروگرام، نیشنل نیچرل سائنس فاؤنڈیشن آف چائنا، اور چائنیز اکیڈمی آف سائنسز کے انسٹرومینٹیشن ڈویلپمنٹ پروگرام نے سپورٹ کیا۔

شکل 1. مضبوط فیلڈ ٹیرا ہرٹز لہروں کی تخلیق اور خصوصیت (a) تجرباتی نظری راستہ؛ (b) ٹیرا ہرٹز ٹائم ڈومین ویوفارمز اور سپیکٹرا (انسیٹ ٹیرا ہرٹز فوکل اسپاٹ کو ظاہر کرتا ہے)۔

تصویر 2. لیزر ٹیرا ہرٹز ویو فیز میچنگ (ا) انفراریڈ اور ٹیرا ہرٹز بینڈ میں ڈی ایس ٹی ایم ایس کرسٹل کے ریفریکٹیو انڈیکسز؛ (b) پمپ لیزر کی طول موج پر terahertz فریکوئنسی، ہم آہنگی کی لمبائی، وغیرہ کا انحصار؛ (c) 1030 nm کے پمپ لیزر کی طول موج پر terahertz ہم آہنگی کی لمبائی؛ اور (d) انفراریڈ اور ٹیرا ہرٹز بینڈ میں DSTMS کرسٹل کی جذب کی خصوصیات۔