যুক্তরাজ্যের পদার্থবিদরা একটি স্ব-একত্রিত ফোটোনিক সিস্টেম ডিজাইন করেছেন, যা আলোকসজ্জার পরিবর্তনের প্রতিক্রিয়া হিসাবে এটি তৈরি করা লেজার বিমগুলিকে সক্রিয়ভাবে মানিয়ে নিতে পারে। দলটির নেতৃত্বে ড রিকার্ডো সাপিয়েঞ্জা ইম্পেরিয়াল কলেজ লন্ডনে এবং জর্জিও ভলপে ইউনিভার্সিটি কলেজ লন্ডনে, স্থগিত মাইক্রোকণাগুলির একটি সিস্টেমের চারপাশে তাদের নকশা ভিত্তিক, যা মিশ্রণটি আলোকিত হওয়ার সময় ঘন ক্লাস্টার তৈরি করে।
প্রকৃতির অনেক সিস্টেম তাদের আশেপাশের পরিবেশে শক্তি ব্যবহার করে পৃথক উপাদানগুলির গ্রুপের মধ্যে সমন্বিত কাঠামো এবং প্যাটার্ন তৈরি করতে পারে। এগুলি মাছের স্কুল থেকে শুরু করে, যা গতিশীলভাবে শিকারীদের এড়াতে তাদের আকৃতি পরিবর্তন করে, শারীরিক ক্রিয়াকলাপের প্রতিক্রিয়া হিসাবে প্রোটিনের ভাঁজ পর্যন্ত, যেমন পেশী সংকোচন।
গবেষণার একটি বিস্তৃত ক্ষেত্র এখন কৃত্রিম উপকরণগুলিতে এই স্ব-সংগঠনের অনুকরণের জন্য নিবেদিত, যা তাদের পরিবর্তিত পরিবেশের প্রতিক্রিয়াতে নিজেদেরকে মানিয়ে নিতে এবং পুনরায় কনফিগার করতে পারে। এই সর্বশেষ গবেষণায়, রিপোর্ট করা হয়েছে প্রকৃতি পদার্থবিজ্ঞান, Sapienza এবং Volpe এর দলের লক্ষ্য ছিল একটি লেজার ডিভাইসে প্রভাব পুনরুত্পাদন করা, যা পরিবেশের পরিবর্তনের সাথে সাথে এটি তৈরি করা আলোকে পরিবর্তন করে।
এটি অর্জনের জন্য, গবেষকরা কলয়েড নামে একটি অনন্য শ্রেণীর উপাদান ব্যবহার করেছেন, যেখানে কণাগুলি একটি তরল জুড়ে ছড়িয়ে পড়ে। যেহেতু এই কণাগুলি দৃশ্যমান আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সাথে তুলনীয় আকারের সাথে সহজেই সংশ্লেষিত হতে পারে, তাই কোলয়েডগুলি ইতিমধ্যেই লেজার সহ উন্নত ফোটোনিক ডিভাইসগুলির বিল্ডিং ব্লক হিসাবে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
যখন তাদের কণাগুলি লেজার রঞ্জকের দ্রবণে স্থগিত করা হয়, তখন এই মিশ্রণগুলি তাদের মধ্যে আটকে থাকা আলোকে ছড়িয়ে দিতে পারে এবং প্রসারিত করতে পারে, অন্য উচ্চ-শক্তি লেজারের সাথে অপটিক্যাল পাম্পিংয়ের মাধ্যমে লেজার বিম তৈরি করে। এখনও অবধি, যাইহোক, এই ডিজাইনগুলি মূলত স্ট্যাটিক কলয়েডগুলিকে জড়িত করেছে, যার কণাগুলি তাদের পারিপার্শ্বিক পরিবর্তনের কারণে নিজেদেরকে পুনরায় কনফিগার করতে পারে না।
তাদের পরীক্ষায়, স্যাপিয়েঞ্জা, ভলপে এবং সহকর্মীরা আরও উন্নত কোলয়েড মিশ্রণ প্রবর্তন করেছিলেন, যাতে টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইড (টিআইও)2) কণাগুলি লেজার রঞ্জকের একটি ইথানল দ্রবণে সমানভাবে স্থগিত করা হয়েছিল এবং এতে জানুস কণাও রয়েছে (যার বিভিন্ন ভৌত বৈশিষ্ট্য সহ দুটি স্বতন্ত্র দিক রয়েছে)। জানুস কণার গোলাকার পৃষ্ঠের একটি অর্ধেক খালি রেখে দেওয়া হয়েছিল, অন্যটি কার্বনের একটি পাতলা স্তর দিয়ে আবৃত ছিল, এর তাপীয় বৈশিষ্ট্যগুলিকে পরিবর্তন করে।
এর মানে হল যে যখন জানুস কণাগুলি একটি 632.8 nm HeNe লেজার দিয়ে আলোকিত হয়েছিল, তখন তারা তাদের চারপাশের তরলে একটি আণবিক-স্কেল তাপমাত্রা গ্রেডিয়েন্ট তৈরি করেছিল। এর ফলে টিও হয়েছে2 কলয়েডের কণাগুলি নিজেদেরকে উত্তপ্ত জানুস কণার চারপাশে গুচ্ছবদ্ধ করে এবং একটি অপটিক্যাল গহ্বর গঠন করে। আলোকসজ্জা শেষ হয়ে গেলে, জানুস কণা শীতল হয়ে যায় এবং কণাগুলি তাদের আসল, অভিন্ন ব্যবস্থায় ফিরে যায়।
নতুন সেমিকন্ডাক্টর লেজার একক ফ্রিকোয়েন্সিতে উচ্চ শক্তি সরবরাহ করে
এই অনন্য আচরণ সাপিয়েঞ্জা এবং ভলপের দলকে তাদের টিওর আকার এবং ঘনত্ব সাবধানে নিয়ন্ত্রণ করতে দেয়2ক্লাস্টার অপটিক্যাল পাম্পিংয়ের মাধ্যমে, তারা দেখিয়েছে যে যথেষ্ট ঘন ক্লাস্টারগুলি একটি তীব্র লেজার তৈরি করতে পারে, যা দৃশ্যমান তরঙ্গদৈর্ঘ্যের একটি সংকীর্ণ পরিসরে বিস্তৃত। আলোকসজ্জা অপসারণ করার পরে লেজারটি ম্লান এবং প্রসারিত হওয়ার সাথে প্রক্রিয়াটি সম্পূর্ণরূপে বিপরীতমুখীও ছিল।
আলোকসজ্জার পরিবর্তনগুলিতে সক্রিয়ভাবে প্রতিক্রিয়া জানাতে পারে এমন একটি লেজার সিস্টেম প্রদর্শনের ক্ষেত্রে, গবেষকরা আশা করেন যে তাদের ফলাফলগুলি স্ব-একত্রিত ফটোনিক উপকরণগুলির একটি নতুন প্রজন্মকে অনুপ্রাণিত করতে পারে: সেন্সিং, আলো-ভিত্তিক কম্পিউটিং এবং স্মার্ট ডিসপ্লেগুলির মতো বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উপযুক্ত৷
