২০২৩ সালের ৩ অক্টোবর সন্ধ্যায় এক মুহুর্তের ঘোষণায়, ২০২৩ সালের জন্য পদার্থবিজ্ঞানের নোবেল পুরষ্কারটি উন্মোচিত হয়েছিল, যা অ্যাটোসেকেন্ড লেজার প্রযুক্তির ক্ষেত্রের অগ্রণী হিসাবে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করেছে এমন তিন বিজ্ঞানীর অসামান্য অবদানকে স্বীকৃতি দিয়েছিল।

"অ্যাটোসেকেন্ড লেজার" শব্দটি এটি অবিশ্বাস্যভাবে সংক্ষিপ্ত টাইমস্কেলটি পরিচালনা করে, বিশেষত অ্যাটোসেকেন্ডগুলির ক্রম অনুসারে, 10^-18 সেকেন্ডের সাথে সম্পর্কিত। এই প্রযুক্তির গভীর তাত্পর্য উপলব্ধি করতে, একটি অ্যাটোসেকেন্ড যা বোঝায় তার একটি মৌলিক উপলব্ধি সর্বজনীন। একটি অ্যাটোসেকেন্ড সময়ের একটি অত্যন্ত মিনিট ইউনিট হিসাবে দাঁড়িয়েছে, যা এক সেকেন্ডের বিস্তৃত প্রসঙ্গে এক সেকেন্ডের এক বিলিয়ন ভাগের এক বিলিয়নথ গঠন করে। এটিকে দৃষ্টিকোণে রাখার জন্য, যদি আমরা এক সেকেন্ডকে একটি বিশাল পাহাড়ের সাথে তুলনা করতে পারি তবে একটি অ্যাটোসেকেন্ডটি পাহাড়ের গোড়ায় অবস্থিত বালির একক শস্যের অনুরূপ হবে। এই ক্ষণস্থায়ী অস্থায়ী ব্যবধানে, এমনকি আলোও সবেমাত্র কোনও পৃথক পরমাণুর আকারের সমতুল্য দূরত্বকে অতিক্রম করতে পারে। অ্যাটোসেকেন্ড লেজারগুলির ব্যবহারের মাধ্যমে, বিজ্ঞানীরা পারমাণবিক কাঠামোর মধ্যে ইলেক্ট্রনগুলির জটিল গতিশীলতা যাচাই-বাছাই করার জন্য অভূতপূর্ব ক্ষমতা অর্জন করেন, একটি সিনেমাটিক ক্রমের ফ্রেম বাই ফ্রেম স্লো-মোশন রিপ্লে এর অনুরূপ, যার ফলে তাদের ইন্টারপ্লেতে প্রবেশ করে।

অ্যাটোসেকেন্ড লেজারবিজ্ঞানীদের দ্বারা বিস্তৃত গবেষণা এবং সম্মিলিত প্রচেষ্টার সমাপ্তির প্রতিনিধিত্ব করুন, যারা অতিবেগুনী লেজারগুলি তৈরি করার জন্য ননলাইনার অপটিক্সের নীতিগুলি ব্যবহার করেছেন। তাদের অ্যাডভেন্ট আমাদের পরমাণু, অণু এবং এমনকি শক্ত উপকরণগুলিতে ইলেক্ট্রনগুলির মধ্যে স্থানান্তরিত গতিশীল প্রক্রিয়াগুলির পর্যবেক্ষণ এবং অনুসন্ধানের জন্য একটি উদ্ভাবনী ভ্যানটেজ পয়েন্ট দিয়ে সজ্জিত করেছে।

অ্যাটোসেকেন্ড লেজারগুলির প্রকৃতি ব্যাখ্যা করতে এবং প্রচলিত লেজারগুলির তুলনায় তাদের অপ্রচলিত বৈশিষ্ট্যগুলির প্রশংসা করার জন্য, বিস্তৃত "লেজার পরিবারের" মধ্যে তাদের শ্রেণিবিন্যাসটি অন্বেষণ করা জরুরী। তরঙ্গদৈর্ঘ্য দ্বারা শ্রেণিবিন্যাস অ্যাটোসেকেন্ড লেজারগুলি মূলত আল্ট্রাভায়োলেট থেকে নরম এক্স-রে ফ্রিকোয়েন্সিগুলির পরিসরের মধ্যে রাখে, প্রচলিত লেজারের বিপরীতে তাদের উল্লেখযোগ্যভাবে সংক্ষিপ্ত তরঙ্গদৈর্ঘ্যকে নির্দেশ করে। আউটপুট মোডগুলির ক্ষেত্রে, অ্যাটোসেকেন্ড লেজারগুলি পালস লেজারগুলির বিভাগের অধীনে আসে, তাদের অত্যধিক সংক্ষিপ্ত নাড়ির সময়কালের দ্বারা চিহ্নিত। স্পষ্টতার জন্য একটি উপমা আঁকতে, কেউ অবিচ্ছিন্ন-তরঙ্গ লেজারগুলিকে আলোর অবিচ্ছিন্ন মরীচি নির্গত করে এমন একটি ফ্ল্যাশলাইটের অনুরূপ কল্পনা করতে পারে, যখন স্পন্দিত লেজারগুলি একটি স্ট্রোব আলোর সাথে সাদৃশ্যপূর্ণ, আলোকসজ্জা এবং অন্ধকারের সময়কালের মধ্যে দ্রুত পরিবর্তিত হয়। সংক্ষেপে, অ্যাটোসেকেন্ড লেজারগুলি আলোকসজ্জা এবং অন্ধকারের মধ্যে একটি স্পন্দিত আচরণ প্রদর্শন করে, তবুও দুটি রাজ্যের মধ্যে তাদের রূপান্তরটি একটি বিস্ময়কর ফ্রিকোয়েন্সিতে স্থানান্তরিত করে, অ্যাটোসেকেন্ডগুলির রাজ্যে পৌঁছে।

পাওয়ার দ্বারা আরও শ্রেণিবদ্ধকরণ লেজারগুলি নিম্ন-শক্তি, মাঝারি-শক্তি এবং উচ্চ-শক্তি বন্ধনীগুলিতে স্থান দেয়। অ্যাটোসেকেন্ড লেজারগুলি তাদের অত্যন্ত সংক্ষিপ্ত নাড়ির সময়কালের কারণে উচ্চ শিখর শক্তি অর্জন করে, ফলস্বরূপ একটি উচ্চারিত শিখর শক্তি (পি) - প্রতি ইউনিট সময় (পি = ডাব্লু/টি) শক্তির তীব্রতা হিসাবে সংজ্ঞায়িত হয়। যদিও স্বতন্ত্র অ্যাটোসেকেন্ড লেজার ডালগুলি ব্যতিক্রমী বৃহত শক্তি (ডাব্লু) নাও থাকতে পারে তবে তাদের সংক্ষিপ্ত অস্থায়ী পরিমাণ (টি) তাদের উন্নত শিখর শক্তি দিয়ে সরবরাহ করে।

অ্যাপ্লিকেশন ডোমেনগুলির ক্ষেত্রে, লেজারগুলি শিল্প, চিকিত্সা এবং বৈজ্ঞানিক অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে অন্তর্ভুক্ত একটি বর্ণালী বিস্তৃত করে। অ্যাটোসেকেন্ড লেজারগুলি মূলত বৈজ্ঞানিক গবেষণার ক্ষেত্রের মধ্যে তাদের কুলুঙ্গি খুঁজে পায়, বিশেষত পদার্থবিজ্ঞান এবং রসায়নের ডোমেনগুলির মধ্যে দ্রুত বিকশিত ঘটনাগুলির অন্বেষণে, মাইক্রোকোসমিক ওয়ার্ল্ডের সুইফট গতিশীল প্রক্রিয়াগুলিতে একটি উইন্ডো সরবরাহ করে।

লেজার মিডিয়াম দ্বারা শ্রেণিবদ্ধকরণ লেজারগুলিকে গ্যাস লেজার, সলিড-স্টেট লেজার, তরল লেজার এবং সেমিকন্ডাক্টর লেজার হিসাবে চিহ্নিত করে। অ্যাটোসেকেন্ড লেজারগুলির প্রজন্ম সাধারণত গ্যাস লেজার মিডিয়াতে জড়িত থাকে, উচ্চ-অর্ডার সুরেলাগুলিকে উত্সাহিত করতে ননলাইনার অপটিক্যাল প্রভাবগুলিকে মূলধন করে।

সংক্ষেপে, অ্যাটোসেকেন্ড লেজারগুলি শর্ট-পালস লেজারগুলির একটি অনন্য শ্রেণি গঠন করে, যা তাদের অসাধারণ সংক্ষিপ্ত নাড়ি সময়কালের দ্বারা পৃথক করা হয়, সাধারণত অ্যাটোসেকেন্ডগুলিতে পরিমাপ করা হয়। ফলস্বরূপ, তারা পরমাণু, অণু এবং শক্ত উপকরণগুলির মধ্যে ইলেক্ট্রনগুলির অতিবাহিত গতিশীল প্রক্রিয়াগুলি পর্যবেক্ষণ এবং নিয়ন্ত্রণের জন্য অপরিহার্য সরঞ্জাম হয়ে উঠেছে।

অ্যাটোসেকেন্ড লেজার প্রজন্মের বিস্তৃত প্রক্রিয়া

অ্যাটোসেকেন্ড লেজার প্রযুক্তি বৈজ্ঞানিক উদ্ভাবনের শীর্ষে দাঁড়িয়েছে, এর প্রজন্মের জন্য একটি আকর্ষণীয়ভাবে কঠোর শর্তের গর্ব করে। অ্যাটোসেকেন্ড লেজার প্রজন্মের জটিলতাগুলি ব্যাখ্যা করার জন্য, আমরা এর অন্তর্নিহিত নীতিগুলির সংক্ষিপ্ত বিবরণ দিয়ে শুরু করি, তারপরে দৈনন্দিন অভিজ্ঞতা থেকে প্রাপ্ত প্রাণবন্ত রূপকগুলি অনুসরণ করি। প্রাসঙ্গিক পদার্থবিজ্ঞানের জটিলতায় বিপরীত পাঠকদের হতাশার দরকার নেই, কারণ পরবর্তী রূপকগুলির লক্ষ্য অ্যাটোসেকেন্ড লেজারগুলির ফাউন্ডেশনাল ফিজিক্সকে অ্যাক্সেসযোগ্য রেন্ডার করার লক্ষ্য।

অ্যাটোসেকেন্ড লেজারগুলির প্রজন্মের প্রক্রিয়াটি প্রাথমিকভাবে উচ্চ হারমোনিক জেনারেশন (এইচএইচজি) নামে পরিচিত কৌশলটির উপর নির্ভর করে। প্রথমত, উচ্চ-তীব্রতা ফেমটোসেকেন্ডের একটি মরীচি (10^-15 সেকেন্ড) লেজার ডালগুলি একটি বায়বীয় লক্ষ্য উপাদানের দিকে দৃ ly ়ভাবে ফোকাস করা হয়। এটি লক্ষণীয় যে ফেমটোসেকেন্ড লেজারগুলি, অ্যাটোসেকেন্ড লেজারগুলির অনুরূপ, সংক্ষিপ্ত নাড়ির সময়সীমা এবং উচ্চ শিখর শক্তি রাখার বৈশিষ্ট্যগুলি ভাগ করে দেয়। তীব্র লেজার ক্ষেত্রের প্রভাবের অধীনে, গ্যাস পরমাণুর মধ্যে ইলেক্ট্রনগুলি ক্ষণে তাদের পারমাণবিক নিউক্লিয়াস থেকে মুক্ত করা হয়, ক্ষণস্থায়ীভাবে ফ্রি ইলেক্ট্রনগুলির একটি অবস্থায় প্রবেশ করে। এই ইলেক্ট্রনগুলি লেজার ক্ষেত্রের প্রতিক্রিয়াতে দোলায়, তারা শেষ পর্যন্ত তাদের পিতামাতার পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের সাথে ফিরে আসে এবং নতুন উচ্চ-শক্তি রাষ্ট্র তৈরি করে।

এই প্রক্রিয়া চলাকালীন, ইলেক্ট্রনগুলি অত্যন্ত উচ্চ গতিতে চলে যায় এবং পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের সাথে পুনঃসংযোগের পরে, তারা উচ্চ-শক্তিযুক্ত ফোটন হিসাবে উদ্ভাসিত উচ্চ সুরেলা নির্গমন আকারে অতিরিক্ত শক্তি প্রকাশ করে।

এই নতুন উত্পন্ন উচ্চ-শক্তিযুক্ত ফোটনের ফ্রিকোয়েন্সিগুলি হ'ল মূল লেজার ফ্রিকোয়েন্সিটির পূর্ণসংখ্যার গুণক, যা উচ্চ-অর্ডার হারমোনিকস হিসাবে অভিহিত করা হয়, যেখানে "হারমোনিকস" ফ্রিকোয়েন্সিগুলি বোঝায় যা মূল ফ্রিকোয়েন্সিটির অবিচ্ছেদ্য গুণকে বোঝায়। অ্যাটোসেকেন্ড লেজারগুলি অর্জনের জন্য, এই উচ্চ-অর্ডার সুরেলাগুলি ফিল্টার করা এবং ফোকাস করা, নির্দিষ্ট সুরেলা নির্বাচন করা এবং তাদেরকে কেন্দ্রবিন্দুতে মনোনিবেশ করা প্রয়োজনীয় হয়ে ওঠে। যদি ইচ্ছা হয় তবে পালস সংকোচনের কৌশলগুলি অ্যাটোসেকেন্ড রেঞ্জের অতি-সংক্ষিপ্ত ডাল উত্পাদন করে নাড়ি সময়কালকে আরও সংক্ষিপ্ত করতে পারে। স্পষ্টতই, অ্যাটোসেকেন্ড লেজারগুলির প্রজন্ম একটি পরিশীলিত এবং বহুমুখী প্রক্রিয়া গঠন করে, প্রযুক্তিগত দক্ষতা এবং বিশেষায়িত সরঞ্জামগুলির একটি উচ্চ ডিগ্রি দাবি করে।

এই জটিল প্রক্রিয়াটিকে নির্মূল করার জন্য, আমরা দৈনন্দিন দৃশ্যে ভিত্তিযুক্ত একটি রূপক সমান্তরাল অফার করি:

উচ্চ-তীব্রতা ফেমটোসেকেন্ড লেজার ডাল:

উচ্চ-তীব্রতা ফেমটোসেকেন্ড লেজার ডাল দ্বারা পরিচালিত ভূমিকার অনুরূপ, বিশাল গতিতে তাত্ক্ষণিকভাবে পাথর ছুঁড়ে ফেলার জন্য সক্ষম একটি ব্যতিক্রমী শক্তিশালী ক্যাটালপাল্ট ধারণ করে।

বায়বীয় লক্ষ্য উপাদান:

জলের একটি প্রশান্ত দেহের চিত্র দিন যা বায়বীয় টার্গেট উপাদানগুলির প্রতীক, যেখানে প্রতিটি ফোঁটা জলের অগণিত গ্যাস পরমাণু উপস্থাপন করে। পানির এই দেহে পাথর চালানোর কাজটি বায়বীয় টার্গেট উপাদানগুলিতে উচ্চ-তীব্রতা ফেমটোসেকেন্ড লেজার ডালের প্রভাবকে মিরর করে।

ইলেক্ট্রন গতি এবং পুনঃসংযোগ (শারীরিকভাবে ট্রানজিশন বলা হয়):

যখন ফেমটোসেকেন্ড লেজার ডালগুলি বায়বীয় টার্গেট উপাদানগুলির মধ্যে গ্যাসের পরমাণুগুলিকে প্রভাবিত করে, তখন উল্লেখযোগ্য সংখ্যক বাইরের ইলেক্ট্রন ক্ষণে এমন একটি রাজ্যে উত্তেজিত হয় যেখানে তারা তাদের নিজ নিজ পারমাণবিক নিউক্লিয়াস থেকে বিচ্ছিন্ন হয়ে একটি প্লাজমা জাতীয় রাষ্ট্র গঠন করে। যেহেতু সিস্টেমের শক্তি পরবর্তীকালে হ্রাস পায় (যেহেতু লেজার ডালগুলি সহজাতভাবে পালস করা হয়, যার মধ্যে বিরতিগুলির অন্তরগুলির বৈশিষ্ট্য রয়েছে), এই বাইরের ইলেক্ট্রনগুলি তাদের পারমাণবিক নিউক্লিয়াসের আশেপাশে ফিরে আসে, উচ্চ-শক্তি ফোটনগুলি প্রকাশ করে।

উচ্চ সুরেলা প্রজন্ম:

কল্পনা করুন যে প্রতিবার কোনও জলের ফোঁটা হ্রদের পৃষ্ঠের দিকে ফিরে আসে, এটি প্রচুর পরিমাণে অ্যাটোসেকেন্ড লেজারগুলিতে উচ্চ সুরেলাগুলির মতো। এই রিপলগুলির প্রাথমিক ফেমটোসেকেন্ড লেজার ডাল দ্বারা সৃষ্ট মূল রিপলগুলির চেয়ে বেশি ফ্রিকোয়েন্সি এবং প্রশস্ততা রয়েছে। এইচএইচজি প্রক্রিয়া চলাকালীন, একটি শক্তিশালী লেজার মরীচি, ক্রমাগত পাথর ছোঁড়ার মতো, একটি গ্যাসের লক্ষ্য আলোকিত করে, হ্রদের পৃষ্ঠের অনুরূপ। এই তীব্র লেজার ক্ষেত্রটি তাদের পিতামাতার পরমাণু থেকে দূরে ছড়িয়ে ছিটিয়ে থাকা সাদৃশ্যপূর্ণ গ্যাসে ইলেক্ট্রনগুলিকে চালিত করে এবং তারপরে তাদের পিছনে টেনে নিয়ে যায়। প্রতিবার যখন কোনও ইলেক্ট্রন পরমাণুতে ফিরে আসে, এটি উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সি সহ একটি নতুন লেজার মরীচি নির্গত করে, আরও জটিলতর রিপল নিদর্শনগুলির অনুরূপ।

ফিল্টারিং এবং ফোকাস:

এই সমস্ত নতুন উত্পন্ন লেজার বিমের সংমিশ্রণে বিভিন্ন রঙের (ফ্রিকোয়েন্সি বা তরঙ্গদৈর্ঘ্য) একটি বর্ণালী ফলন দেয়, যার মধ্যে কয়েকটি অ্যাটোসেকেন্ড লেজার গঠন করে। নির্দিষ্ট রিপল আকার এবং ফ্রিকোয়েন্সিগুলি বিচ্ছিন্ন করার জন্য, আপনি একটি বিশেষ ফিল্টার নিয়োগ করতে পারেন, কাঙ্ক্ষিত রিপলগুলি নির্বাচন করার অনুরূপ এবং একটি নির্দিষ্ট অঞ্চলে ফোকাস করার জন্য একটি ম্যাগনিফাইং গ্লাস নিয়োগ করতে পারেন।

নাড়ি সংক্ষেপণ (যদি প্রয়োজন হয়):

আপনি যদি দ্রুত এবং খাটো রিপ্লেস প্রচার করার লক্ষ্য রাখেন তবে আপনি একটি বিশেষায়িত ডিভাইস ব্যবহার করে তাদের প্রচারকে ত্বরান্বিত করতে পারেন, প্রতিটি রিপল স্থায়ী সময়কে হ্রাস করে। অ্যাটোসেকেন্ড লেজারগুলির প্রজন্মের মধ্যে প্রক্রিয়াগুলির একটি জটিল ইন্টারপ্লে জড়িত। যাইহোক, যখন ভেঙে যায় এবং ভিজ্যুয়ালাইজ করা হয় তখন এটি আরও বোধগম্য হয়।