গবেষণার পটভূমি এবং সাম্প্রতিক লিডস
সলিড-কোর সিলিকা গ্লাস ফাইবার দীর্ঘকাল ধরে দক্ষ এবং নমনীয় অপটিক্যাল ট্রান্সমিশনের ক্ষেত্রে আধিপত্য বিস্তার করেছে, বিশেষ করে টেলিকম এবং শিল্পেলেজার.
যাইহোক, উচ্চ-শক্তি লেজার ট্রান্সমিশন প্রয়োজন শিল্প অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, প্রচলিত অপটিক্যাল ফাইবারগুলি অনেক চ্যালেঞ্জের সম্মুখীন হয়।
কের প্রভাব, উত্তেজিত রমন বিক্ষিপ্তকরণ এবং সিলিকা গ্লাসের ক্ষতির প্রান্তিক সীমাবদ্ধতার মতো অরৈখিক প্রক্রিয়াগুলির কারণে, প্রচলিত ফাইবারগুলি প্রায়শই উচ্চ-শক্তি লেজারগুলি প্রেরণ করতে সক্ষম হয় না, যা সরবরাহযোগ্য শক্তি ঘনত্বকে ব্যাপকভাবে সীমাবদ্ধ করে।
হোলো-কোর ফাইবার (HCFs) এর উত্থান এই সমস্যা সমাধানের জন্য নতুন ধারণা প্রদান করে। HCF-তে, 99.99% এরও বেশি নির্দেশিত আলো কেন্দ্রীয় বায়ু (বা ভ্যাকুয়াম) ভরা কোরে কেন্দ্রীভূত হয়, যা কঠিন সিলিকন কোর বা প্রচলিত অপটিক্যাল ফাইবারের অনেক সীমাবদ্ধতাকে বাইপাস করে।
2022 সালে, যুক্তরাজ্যের সাউদাম্পটনে একটি দল সফলভাবে একটি অভিনব এইচসিএফ ডিজাইনের সুবিধাগুলি প্রদর্শন করে, 1 কিমি দৈর্ঘ্যের মাধ্যমে 1kW অবিচ্ছিন্ন-তরঙ্গের কাছাকাছি-ইনফ্রারেড আলো প্রেরণ করে, এই প্রযুক্তির বিপুল সম্ভাবনা সম্পূর্ণরূপে প্রদর্শন করে।
সাম্প্রতিক সমীক্ষায়, দলটি HCF-এর প্রয়োগের পরিসরকে আরও প্রসারিত করেছে সফলভাবে 520 nm লেজার পালস একটি 300- মিটার HCF এর মাধ্যমে কিলোওয়াটের সর্বোচ্চ শক্তির সাথে প্রেরণ করে৷
এই অগ্রগতি শুধুমাত্র সবুজ তরঙ্গদৈর্ঘ্যের HCF-এর ক্ষমতাকে প্রসারিত করে না, অনেক শিল্প অ্যাপ্লিকেশনের জন্যও তাৎপর্যপূর্ণ।
যাইহোক, দৃশ্যমান তরঙ্গদৈর্ঘ্যে এইচসিএফগুলি বিকাশ করা তাদের ক্ষুদ্র কাঠামোগত বৈশিষ্ট্যগুলির কারণে বানোয়াট চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হয়। এই চ্যালেঞ্জগুলি কাটিয়ে উঠতে, গবেষণা দলটি একটি প্রকৃত স্ফীত দীর্ঘ-দূরত্বের ঠালা-কোর ফাইবারের একটি ব্যাপক অরৈখিক গবেষণা পরিচালনা করেছে।
তারা দেখতে পান যে এইচসিএফ-এর অরৈখিক প্রভাবগুলি ইনফ্রারেড অঞ্চলের তুলনায় দৃশ্যমান অঞ্চলে আরও স্পষ্ট, যা হ্রাসকৃত মূল আকার এবং ছোট অপারেটিং তরঙ্গদৈর্ঘ্য উভয়ের জন্য দায়ী।
সবুজ লেজার পাওয়ার ট্রান্সমিশনের জন্য ঠালা-কোর ফাইবার
এই কাজে ব্যবহৃত HCF অ্যান্টি-রেজোন্যান্স নির্দেশিত আলোর নীতি নিযুক্ত করে। নির্দেশিত আলো ফাইবারের মূলকে ঘিরে থাকা পাতলা কাচের ছায়াছবির দ্বারা সীমাবদ্ধ। এই নকশাটি সাতটি ক্ল্যাডিং কৈশিক সমন্বিত একটি একক রিংয়ের মাধ্যমে উপলব্ধি করা হয়, সাতটি ক্ল্যাডিং স্তর ক্ষতি, নমন ক্ষতি এবং অঙ্গসংস্থানবিদ্যার মধ্যে একটি ভাল ভারসাম্য অর্জন করে।
Heraeus F300 ফিউজড সিলিকা গ্লাসের সাহায্যে স্ট্যাক-এন্ড-স্ট্রেচ পদ্ধতি ব্যবহার করে ফাইবার তৈরি করা হয়েছিল, যার মূল ব্যাস প্রায় 20.7 µm এবং একটি মোড-ফিল্ড ব্যাস 14.5 µm, এবং এটি 515 nm থেকে 618 nm পর্যন্ত আলোকে গাইড করতে সক্ষম। ক্ষতি 30 dB/km এর নিচে।
যদিও ফাইবারের উল্লিখিত দৈর্ঘ্য 300 মিটার, সাউদাম্পটন গবেষণা দল প্রক্রিয়াটি ব্যবহার করে কয়েক কিলোমিটার ফাইবার তৈরি করতে সক্ষম হয়েছে।
ফাইবারটি বাঁকানোর ক্ষতির জন্যও তুলনামূলকভাবে সংবেদনশীল, যা 520 এনএম অপারেটিং তরঙ্গদৈর্ঘ্যে 13 সেন্টিমিটারের বেশি ব্যাসের জন্য 0.1 dB/m এর চেয়ে কম।
এই অগ্রগতি উচ্চ-নির্ভুলতা এবং উচ্চ-দক্ষতা উপাদান প্রক্রিয়াকরণের জন্য মূল প্রযুক্তিগত সহায়তা প্রদান করে, বিশেষ করে সবুজ লেজারের প্রয়োগে।
ভবিষ্যতে, এই প্রযুক্তিটি বৈদ্যুতিক যানবাহন উত্পাদনের মতো শিল্পে বিশেষ করে ব্যাটারি উত্পাদনের মতো গুরুত্বপূর্ণ দিকগুলিতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করবে বলে আশা করা হচ্ছে।
