अलग-अलग रंगों और आकृतियों के साथ गीगाहर्ट्ज़ दोहरावदार स्पंदन अल्ट्राफास्ट इमेजिंग और लेजर प्रसंस्करण में नई क्षमता को अनलॉक करते हैं।
अत्यधिक दोहराव वाली दालों का निर्माण और आकार देना उच्च गति फोटोग्राफी, लेजर प्रसंस्करण और ध्वनिक तरंग उत्पादन सहित विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए बहुत बड़ा वादा रखता 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।
जबकि पल्स के गीगाहर्ट्ज बर्स्ट उत्पन्न करने के तरीके मौजूद हैं, चुनौतियां बनी हुई हैं, जैसे पल्स ऊर्जा का कम थ्रूपुट, पल्स अंतराल की खराब ट्यूनेबिलिटी और मौजूदा सिस्टम की जटिलता। इसके अलावा, 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, टोक्यो विश्वविद्यालय और सैतामा विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं की एक टीम ने "स्पेक्ट्रम शटल" नामक एक अभिनव ऑप्टिकल तकनीक विकसित की है जो एक साथ गीगाहर्ट्ज बर्स्ट पल्स के स्थानिक आकृति को उत्पन्न और आकार देती है।
जापान ऑप्टिकल तकनीक बनाता है जो एक साथ गीगाहर्ट्ज़ पल्स उत्पन्न और आकार देता है।
(छवि स्रोत: टोक्यो विश्वविद्यालय)
इस विधि में विवर्तन झंझरी के माध्यम से अल्ट्राशॉर्ट दालों को क्षैतिज रूप से फैलाना, समानांतर दर्पणों का उपयोग करके दालों को अलग-अलग तरंग दैर्ध्य में स्थानिक रूप से अलग करना शामिल 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।
यह विधि तरंग दैर्ध्य और समय अंतराल में अलग-अलग भिन्नताओं के साथ गीगाहर्ट्ज़ बर्स्ट पल्स उत्पन्न करने में सफल बताई गई 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। गीगाहर्ट्ज़ पल्स को व्यक्तिगत रूप से आकार देने की क्षमता सटीक लेजर प्रसंस्करण और लेजर थेरेपी में भी आशाजनक है।
यह उल्लेखनीय है कि उपरोक्त टीम ने नवीन तरीकों का प्रस्ताव दिया है जो एक कॉम्पैक्ट डिजाइन का नेतृत्व करते हैं और इसकी पोर्टेबिलिटी को बढ़ाते हैं, जिससे यह वैज्ञानिक अनुसंधान सुविधाओं और विभिन्न औद्योगिक प्रौद्योगिकी क्षेत्रों पर लागू होता है।
टोक्यो विश्वविद्यालय के बायोइंजीनियरिंग विभाग में पीएचडी उम्मीदवार कीतारो शिमाडा ने कहा, "हमारी अनूठी ऑप्टिकल संरचना त्रि-आयामी ऑप्टिकल पथ के साथ अल्ट्राशॉर्ट पल्स के हेरफेर की अनुमति देती है, जिसके परिणामस्वरूप गीगाहर्ट्ज बर्स्ट पल्स 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 अनुप्रयोगों से वैज्ञानिक खोज में तेजी आएगी और उद्योग और चिकित्सा में तकनीकी नवाचार।"
यह नवोन्मेषी तकनीक वैज्ञानिक अनुसंधान और औद्योगिक अनुप्रयोगों दोनों 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।
