বড় করা / গবেষকরা তরল স্ফটিকের সাহায্যে আলোকে ম্যানিপুলেট করে একটি ভাস্কর্য লেজার রশ্মি তৈরি করেছেন যা একটি বিড়ালের এই ফটোরিয়ালিস্টিক চিত্র তৈরি করতে সক্ষম।

পিএফ সিলভা এবং এসআর মুনিজ, 2022

প্রতিটি বিড়ালের মালিক জানেন যে কীভাবে তাদের বিড়াল সঙ্গীরা একটি সাধারণ লেজার পয়েন্টার থেকে আলোর একটি ক্ষুদ্র বিন্দু তাড়া করতে আনন্দিত হয়। এখন, ব্রাজিলীয় পদার্থবিদরা কীভাবে লেজারের আলোকে জটিল আকারে আটকাতে এবং বাঁকানো যায়, উপরে চিত্রিত একটি বিড়ালের চিত্তাকর্ষক ফটোরিয়ালিস্টিক চিত্র তৈরি করে তা বের করেছেন। অন্যান্য সম্ভাব্য অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে, তাদের পদ্ধতি-এ বর্ণিত সাম্প্রতিক কাগজ পদার্থবিজ্ঞান arXiv-এ পোস্ট করা হয়েছে- মেঘ তৈরির জন্য আরও ভালো অপটিক্যাল ফাঁদ তৈরির জন্য উপযোগী প্রমাণিত হতে পারে অতি ঠান্ডা পরমাণু বিভিন্ন কোয়ান্টাম পরীক্ষার জন্য।

সাও পাওলো বিশ্ববিদ্যালয়ের সহ-লেখক পেড্রো সিলভা এবং সার্জিও মুনিজের মতে, উচ্চ বিশ্বস্ততার সাথে লেজার রশ্মির আকৃতি উত্পাদন এবং সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করার ক্ষমতা গবেষণা এবং শিল্পের অনেক অংশের জন্য গুরুত্বপূর্ণ। তারা বেশিরভাগ ওয়েভফ্রন্ট ইঞ্জিনিয়ারিং পদ্ধতিকে দুটি মৌলিক বিভাগে গোষ্ঠীভুক্ত করে।

প্রথমটিতে ডিজিটাল মাইক্রো মিরর (ডিএমডি) এবং অ্যাকোস্টিক অপটিক্যাল মডুলেটর (এওএম) এর মতো পদ্ধতিগুলি অন্তর্ভুক্ত রয়েছে, যা বাস্তবায়িত করা সহজ এবং কাছাকাছি রিয়েল-টাইম প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণের জন্য দ্রুত প্রতিক্রিয়া নিয়ে গর্বিত। কিন্তু তাদের আলোর ক্ষেত্রের ফেজ নিয়ন্ত্রণ করার সীমিত ক্ষমতা রয়েছে এবং নির্দিষ্ট ধরণের কাঠামোগত আলো তৈরি করতে পারে না। এছাড়াও তারা দাগ, বিচ্ছুরণ বা অন্যান্য বিকৃতির প্রবণ।

পরীক্ষামূলক সেটআপের চিত্র।
বড় করা / পরীক্ষামূলক সেটআপের চিত্র।

পিএফ সিলভা এবং এসআর মুনিজ, 2022

দ্বিতীয় গ্রুপে হলগ্রাফি এবং বিভিন্ন ফেজ-নিয়ন্ত্রিত পদ্ধতি রয়েছে, যা ফেজ-গঠিত আলো এবং ভেক্টর বিম তৈরি করতে পারে। ট্রেডঅফ হল ধীর নিয়ন্ত্রণের গতি এবং রিয়েল-টাইম প্রতিক্রিয়ার অভাব। সিলভা এবং মুনিজ একটি ফেজ-নিয়ন্ত্রিত পদ্ধতির সাথে আসতে চেয়েছিলেন যা ডিএমডি এবং এওএম-এর কিছু কাঙ্খিত বৈশিষ্ট্য প্রয়োগ করেছে- বিশেষ করে পিক্সেল-টু-পিক্সেল ম্যাপিং, হালকা প্যাটার্নের সহজ এনকোডিং, দ্রুত প্রতিক্রিয়া এবং আরও সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ।

মূলত, তারা আগের পদ্ধতিতে উন্নতি করেছে 2007 সালে প্রস্তাবিত তীক্ষ্ণ এবং মসৃণ ফলাফল পেতে। তারা একটি স্থানিক আলো মডুলেটরের উদ্দেশ্য পরিবেশনকারী একটি তরল স্ফটিকের স্থিতিবিন্যাস মেলানোর জন্য একটি ডায়োড লেজারকে পোলারাইজ করেছে। তারা প্রিজমের একটি সিরিজ তৈরি করতে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ক্ষেত্রগুলির সাথে স্ফটিকগুলিকে সংগঠিত করতে পারে। মডুলেটর প্রোগ্রামিং সিলভা এবং মুনিজকে সেই প্রিজমগুলি ব্যবহার করে বেশ কয়েকটি নির্বিচারে জ্যামিতিক আকার তৈরি করতে সক্ষম করেছিল – এবং একটি বিড়ালের সম্পূর্ণ বিশদ চিত্র।

পদ্ধতি ব্যবহার করে উত্পন্ন নির্বিচারে জ্যামিতিক আকার।
বড় করা / পদ্ধতি ব্যবহার করে উত্পন্ন নির্বিচারে জ্যামিতিক আকার।

পিএফ সিলভা এবং এসআর মুনিজ, 2022

“আমরা পরীক্ষামূলক ফলাফলগুলি দেখাই যে শুধুমাত্র সহজ এবং সমতল জ্যামিতিক আকারগুলি বর্ণিত পদ্ধতি ব্যবহার করে তৈরি করা যায় না তবে বিস্তারিত তীব্রতা বিতরণের সাথে জটিল এবং বৈশিষ্ট্য-সমৃদ্ধ চিত্রগুলিও তৈরি করা যায়,” লেখক লিখেছেন। এবং তাদের পদ্ধতি উচ্চ-শক্তিসম্পন্ন স্পন্দিত লেজার বা এমনকি অতি-দ্রুত লেজার থেকে বিম আকারে প্রয়োগ করা যেতে পারে।

দরকারী অ্যাপ্লিকেশনগুলির মধ্যে রয়েছে অপটিক্যাল প্যাটার্নিং এবং লিথোগ্রাফি, সেইসাথে বোস-আইনস্টাইন কনডেনসেটস (BECs) এর মতো সিস্টেম তৈরি করতে অতি ঠান্ডা পরমাণুর অপটিক্যাল ট্র্যাপিং, যা কোয়ান্টাম প্রভাব অনুকরণের জন্য আদর্শ। উদাহরণস্বরূপ, একটি BEC পরমাণুগুলিকে “প্রশস্ত” করতে পারে যেভাবে লেজারগুলি ফোটনগুলিকে বিবর্ধিত করে, বিজ্ঞানীদের কোয়ান্টাম পদার্থবিদ্যার অদ্ভুত, ছোট জগতকে অধ্যয়ন করতে সক্ষম করে যেন তারা একটি ম্যাগনিফাইং গ্লাসের মাধ্যমে এটি দেখছে। পদার্থবিদরা এমনকি BEC-তে “কোয়ান্টাম নট” বেঁধে এবং ঘূর্ণিতে পরিণত হওয়ার আগে গঠনের পরপরই কীভাবে গিঁটগুলি ক্ষয় করে বা নিজেকে “খোলা” করে তার সিনেমা তৈরি করতে সক্ষম হয়েছে।

কিন্তু এগুলি ভঙ্গুর কোয়ান্টাম সিস্টেম এবং যত্ন সহকারে পরিচালনা করা আবশ্যক। একটি অপটিক্যাল ট্র্যাপ অবশ্যই খুব মসৃণ এবং সুনির্দিষ্ট হতে হবে কারণ যেকোনো অপূর্ণতা পরমাণুকে তাদের কোয়ান্টাম অবস্থা থেকে ছিটকে দেবে।

“সত্যিই, অতি-ঠান্ডা পরমাণু বা বিড়ালের ছবি ব্যবহার করে আপনি যা কিছু করতে পারেন সে সম্পর্কে আমার কাছে কোন ভাল ধারণা নেই, তবে এটি একটি প্রক্সি হিসাবে দেখানোর জন্য যে আপনি খুব সূক্ষ্ম এবং সুনির্দিষ্ট বৈশিষ্ট্যগুলি করতে পারেন,” মুনিজ নিউ সায়েন্টিস্টকে ড. “আমরা বিড়ালের এই সুন্দর-সুদর্শন চিত্রগুলি তৈরি করতে পারি, তবে আমরা এই সিস্টেমটি ইলেকট্রন এবং সুপারকন্ডাক্টিভিটির কোয়ান্টাম সিমুলেশন করতেও ব্যবহার করতে পারি [using trapped ultra-cold atoms]”

DOI: arXiv, 2022। 10.48550/arXiv.2204.09724 (DOI সম্পর্কে)।

পিএফ সিলভা এবং এসআর মুনিজ, 2022 দ্বারা তালিকাভুক্ত ছবি