Lazera pulsasyonê ya rêjeya dubarekirina ultra-bilind

Lazera pulsasyonê ya rêjeya dubarekirina ultra-bilind

Di cîhana mîkroskopîk a têkiliya di navbera ronahî û madeyê de, pulsên rêjeya dubarekirina pir-bilind (UHRP) wekî serwerên rast ên demê tevdigerin - ew di çirkeyekê de (1GHz) ji milyarek caran zêdetir dihejînin, şopa tiliyên molekulî yên şaneyên penceşêrê di wênekirina spektral de digirin, di ragihandina fîbera optîkî de gelek daneyan hildigirin, û koordînatên dirêjahiya pêlê yên stêrkan di teleskopan de kalibr dikin. Bi taybetî di gavavêtina pîvana tespîtkirinê ya lidar de, lazerên pulsasyonê yên rêjeya dubarekirina pir-bilind ên terahertz (100-300 GHz) dibin amûrên bihêz ji bo derbasbûna qata destwerdanê, sînorên têgihîştina sê-alî bi hêza manîpulekirina cih-demkî di asta fotonê de ji nû ve şekil didin. Niha, karanîna mîkroavahiyên çêkirî, wekî kavilên mîkro-zengilî ku ji bo çêkirina tevlihevkirina çar-pêlan (FWM) rastbûna pêvajoya nanopî hewce dikin, yek ji rêbazên sereke ye ku pulsên optîkî yên rêjeya dubarekirina pir-bilind bi dest bixin. Zanyar balê dikişînin ser çareserkirina pirsgirêkên endezyariyê di pêvajoya avahiyên pir-nazik de, pirsgirêka mîhengkirina frekansê di dema destpêkirina pulsê de, û pirsgirêka karîgeriya veguherînê piştî çêkirina pulsê. Rêbazek din jî ew e ku fîberên pir ne-xêzik bikar bînin û bandora bêîstîqrariya modulasyonê an bandora FWM di nav valahiya lazerê de bikar bînin da ku UHRP-yan teşwîq bikin. Heta niha, em hîn jî hewceyê "şekilderê demê" yê jêhatîtir in.

Pêvajoya çêkirina UHRP bi derzîkirina pulsên ultralez ji bo teşwîqkirina bandora FWM ya belavbûyî wekî "şewitandina ultralez" tê binavkirin. Cûda ji nexşeya valahiya mîkroringê ya çêkirî ya jorîn ku pompkirina domdar, verastkirina rast a detunkirinê ji bo kontrolkirina çêkirina pulsê, û karanîna medyayên pir ne-xêzik ji bo kêmkirina eşika FWM hewce dike, ev "şewitandin" ji bo rasterast teşwîqkirina FWM-ê xwe dispêre taybetmendiyên hêza lûtkeyê, û piştî "vemirandina şewatê", UHRP-ya xwe-domdar bi dest dixe.

Wêne 1 mekanîzmaya bingehîn a bidestxistina xwerêxistinkirina pulsê li ser bingeha teşwîqkirina pulsa tovê ya ultralez a valahiyên zengila fîberên belavker nîşan dide. Pulsa tovê ya ultrakurt a ji derve ve hatî derzîkirin (dema T0, frekansa dubarekirinê F) wekî "çavkaniya şewitandinê" kar dike da ku zeviyek pulsê ya bi hêzek bilind di nav valahiya belavbûnê de teşwîq bike. Modula qezenckirina navxaneyî bi hevahengiyê bi şekilkerê spektral re dixebite da ku enerjiya pulsa tovê veguherîne bersivek spektral a bi şiklê şaneyî bi rêya rêziknameya hevbeş di qada dem-frekansê de. Ev pêvajo sînorkirinên pompkirina domdar a kevneşopî dişkîne: pulsa tovê dema ku digihîje sînorê belavbûnê FWM diqede, û valahiya belavbûnê rewşa xwerêxistinkirina pulsê bi rêya hevsengiya dînamîk a qezenc û windabûnê diparêze, bi frekansa dubarekirina pulsê Fs (ku bi frekansa hundurîn FF û serdema T ya valahiyê re têkildar e).

Ev lêkolîn her wiha verastkirina teorîk jî pêk anî. Li ser bingeha parametreyên ku di sazkirina ceribandinê de hatine pejirandin û bi 1pslazerê pulsê yê ultralezwekî zeviya destpêkê, simulasyona hejmarî li ser pêvajoya pêşveçûna qada demê û frekansa pulsê di nav valahiya lazerê de hate kirin. Hat dîtin ku puls di sê qonaxan re derbas dibe: dabeşkirina pulsê, lerizîna periyodîk a pulsê, û belavbûna yekreng a pulsê li seranserê valahiya lazerê. Ev encama hejmarî taybetmendiyên xwerêxistinkirinê yên bi tevahî piştrast dike.lazerê pulsê.

Bi çalakkirina bandora tevlihevkirina çar-pêlan di nav valahiya zengila fîbera belavker de bi rêya pêxistina pulsa tovê ya ultra-lez, çêkirina xwe-rêxistin û parastina pulsên frekansa dubarekirina ultra-bilind a sub-THZ (derketina sabît a hêza 0.5W piştî vemirandina tovê) bi serkeftî hate bidestxistin, ku ji bo qada lidar celebek nû ya çavkaniya ronahiyê peyda dike: Ji nû ve frekansa wê ya asta sub-THZ dikare çareseriya ewrê xalê bigihîne asta milîmetreyê. Taybetmendiya xwe-domandina pulsê bi girîngî xerckirina enerjiya pergalê kêm dike. Avahiya hemî-fîberê di benda ewlehiya çavê 1.5 μm de xebitandina aramiya bilind misoger dike. Bi nihêrîna pêşerojê, tê payîn ku ev teknolojî pêşveçûna lîdarê ya li ser wesayîtê ber bi mînîatûrîzasyonê (li ser bingeha mîkro-fîlterên MZI) û tespîtkirina dûr-menzîl (berfirehkirina hêzê heta > 1W) ve bibe, û bi rêya pêxistina hevrêz a pir-dirêjahiya pêlan û rêziknameya jîr bêtir li gorî hewcedariyên têgihîştinê yên jîngehên tevlihev biguncîne.