மிக உயர்ந்த மறுநிகழ்வு வீத துடிப்புள்ள லேசர்

மிக உயர்ந்த மறுநிகழ்வு வீத துடிப்புள்ள லேசர்

ஒளிக்கும் பொருளுக்கும் இடையிலான தொடர்புகளின் நுண்ணிய உலகில், மிக உயர்ந்த மறுநிகழ்வு வீத துடிப்புகள் (UHRPகள்) நேரத்தின் துல்லியமான ஆட்சியாளர்களாகச் செயல்படுகின்றன - அவை வினாடிக்கு ஒரு பில்லியன் முறைக்கு மேல் (1GHz) ஊசலாடுகின்றன, நிறமாலை இமேஜிங்கில் புற்றுநோய் செல்களின் மூலக்கூறு கைரேகைகளைப் பிடிக்கின்றன, ஆப்டிகல் ஃபைபர் தகவல்தொடர்புகளில் அதிக அளவிலான தரவைச் சுமந்து செல்கின்றன, மேலும் தொலைநோக்கிகளில் நட்சத்திரங்களின் அலைநீள ஆயத்தொலைவுகளை அளவீடு செய்கின்றன. குறிப்பாக லிடாரின் கண்டறிதல் பரிமாணத்தின் பாய்ச்சலில், டெராஹெர்ட்ஸ் மிக உயர்ந்த மறுநிகழ்வு வீத துடிப்பு லேசர்கள் (100-300 GHz) குறுக்கீடு அடுக்கை ஊடுருவி சக்திவாய்ந்த கருவிகளாக மாறி வருகின்றன, ஃபோட்டான் மட்டத்தில் இடஞ்சார்ந்த தற்காலிக கையாளுதல் சக்தியுடன் முப்பரிமாண உணர்வின் எல்லைகளை மறுவடிவமைக்கின்றன. தற்போது, ​​நான்கு-அலை கலவையை (FWM) உருவாக்க நானோ அளவிலான செயலாக்க துல்லியம் தேவைப்படும் மைக்ரோ-ரிங் குழிகள் போன்ற செயற்கை நுண் கட்டமைப்புகளைப் பயன்படுத்துவது, மிக உயர்ந்த மறுநிகழ்வு வீத ஆப்டிகல் துடிப்புகளைப் பெறுவதற்கான முக்கிய முறைகளில் ஒன்றாகும். மிக உயர்ந்த நுண்ணிய கட்டமைப்புகளை செயலாக்குவதில் உள்ள பொறியியல் சிக்கல்கள், துடிப்பு துவக்கத்தின் போது அதிர்வெண் சரிப்படுத்தும் சிக்கல் மற்றும் துடிப்பு உருவாக்கத்திற்குப் பிறகு மாற்றும் திறன் சிக்கல் ஆகியவற்றைத் தீர்ப்பதில் விஞ்ஞானிகள் கவனம் செலுத்துகின்றனர். மற்றொரு அணுகுமுறை, மிகவும் நேரியல் அல்லாத இழைகளைப் பயன்படுத்துவதும், லேசர் குழிக்குள் பண்பேற்றம் நிலையற்ற தன்மை விளைவு அல்லது FWM விளைவைப் பயன்படுத்துவதும் ஆகும், இது UHRP களைத் தூண்டுகிறது. இதுவரை, நமக்கு இன்னும் திறமையான "நேர வடிவமைப்பாளர்" தேவை.

சிதறடிக்கும் FWM விளைவைத் தூண்டுவதற்கு அதிவேக துடிப்புகளை செலுத்துவதன் மூலம் UHRP ஐ உருவாக்கும் செயல்முறை "அதிவேக பற்றவைப்பு" என்று விவரிக்கப்படுகிறது. மேலே குறிப்பிடப்பட்ட செயற்கை மைக்ரோரிங் குழி திட்டத்திலிருந்து வேறுபட்டது, இதற்கு தொடர்ச்சியான பம்பிங், துடிப்பு உருவாக்கத்தைக் கட்டுப்படுத்த துல்லியமான டிட்யூனிங் சரிசெய்தல் மற்றும் FWM வரம்பைக் குறைக்க மிகவும் நேரியல் அல்லாத ஊடகங்களைப் பயன்படுத்துதல் ஆகியவை தேவைப்படுகின்றன, இந்த "பற்றவைப்பு" FWM ஐ நேரடியாகத் தூண்டுவதற்கு அதிவேக துடிப்புகளின் உச்ச சக்தி பண்புகளை நம்பியுள்ளது, மேலும் "பற்றவைப்பை அணைத்த பிறகு", சுய-நிலையான UHRP ஐ அடைகிறது.

படம் 1, சிதறல் இழை வளைய குழிகளின் அதிவேக விதை துடிப்பு தூண்டுதலின் அடிப்படையில் துடிப்பு சுய-அமைப்பை அடைவதற்கான முக்கிய வழிமுறையை விளக்குகிறது. வெளிப்புறமாக செலுத்தப்படும் மிகக்குறுகிய விதை துடிப்பு (காலம் T0, மீண்டும் மீண்டும் நிகழ்தல் அதிர்வெண் F) சிதறல் குழிக்குள் ஒரு உயர்-சக்தி துடிப்பு புலத்தைத் தூண்டுவதற்கு "பற்றவைப்பு மூலமாக" செயல்படுகிறது. நேர-அதிர்வெண் களத்தில் கூட்டு ஒழுங்குமுறை மூலம் விதை துடிப்பு ஆற்றலை சீப்பு வடிவ நிறமாலை பிரதிபலிப்பாக மாற்ற, ஸ்பெக்ட்ரல் ஷேப்பருடன் சினெர்ஜியில் உள்செல்லுலார் ஆதாய தொகுதி செயல்படுகிறது. இந்த செயல்முறை பாரம்பரிய தொடர்ச்சியான உந்தியின் வரம்புகளை உடைக்கிறது: சிதறல் FWM வரம்பை அடையும் போது விதை துடிப்பு அணைந்துவிடும், மேலும் சிதறல் குழி ஆதாயம் மற்றும் இழப்பின் மாறும் சமநிலை மூலம் துடிப்பின் சுய-ஒழுங்கமைக்கும் நிலையை பராமரிக்கிறது, துடிப்பு மறுநிகழ்வு அதிர்வெண் Fs (குழியின் உள்ளார்ந்த அதிர்வெண் FF மற்றும் காலம் T உடன் தொடர்புடையது).

இந்த ஆய்வு தத்துவார்த்த சரிபார்ப்பையும் நடத்தியது. சோதனை அமைப்பில் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட அளவுருக்களின் அடிப்படையில் மற்றும் 1ps உடன்அதிவேக துடிப்பு லேசர்ஆரம்ப புலமாக, லேசர் குழிக்குள் துடிப்பின் நேரக் களம் மற்றும் அதிர்வெண்ணின் பரிணாம செயல்முறையில் எண் உருவகப்படுத்துதல் மேற்கொள்ளப்பட்டது. துடிப்பு மூன்று நிலைகளைக் கடந்து சென்றது கண்டறியப்பட்டது: துடிப்பு பிரித்தல், துடிப்பு காலமுறை அலைவு மற்றும் முழு லேசர் குழி முழுவதும் துடிப்பு சீரான விநியோகம். இந்த எண் முடிவு,துடிப்பு லேசர்.

அதிவேக விதை துடிப்பு பற்றவைப்பு மூலம் சிதறடிக்கும் ஃபைபர் வளைய குழிக்குள் நான்கு-அலை கலவை விளைவைத் தூண்டுவதன் மூலம், துணை-THZ அல்ட்ரா-ஹை ரிபீட்யூஷன் அதிர்வெண் துடிப்புகளின் சுய-ஒழுங்கமைக்கும் உருவாக்கம் மற்றும் பராமரிப்பு (விதை அணைக்கப்பட்ட பிறகு 0.5W சக்தியின் நிலையான வெளியீடு) வெற்றிகரமாக அடையப்பட்டது, இது லிடார் புலத்திற்கு ஒரு புதிய வகை ஒளி மூலத்தை வழங்குகிறது: அதன் துணை-THZ நிலை மறுஅதிர்வெண் புள்ளி மேகத் தெளிவுத்திறனை மில்லிமீட்டர் நிலைக்கு மேம்படுத்தலாம். பல்ஸ் சுய-நிலையான அம்சம் கணினி ஆற்றல் நுகர்வை கணிசமாகக் குறைக்கிறது. அனைத்து-ஃபைபர் அமைப்பும் 1.5 μm கண் பாதுகாப்பு பேண்டில் உயர் நிலைத்தன்மை செயல்பாட்டை உறுதி செய்கிறது. எதிர்காலத்தைப் பார்க்கும்போது, ​​இந்த தொழில்நுட்பம் வாகனத்தில் பொருத்தப்பட்ட லிடாரின் பரிணாமத்தை மினியேட்டரைசேஷன் (MZI மைக்ரோ-ஃபில்டர்களை அடிப்படையாகக் கொண்டது) மற்றும் நீண்ட தூர கண்டறிதல் (> 1W க்கு சக்தி விரிவாக்கம்) நோக்கி இயக்கும் என்றும், பல-அலைநீள ஒருங்கிணைந்த பற்றவைப்பு மற்றும் அறிவார்ந்த ஒழுங்குமுறை மூலம் சிக்கலான சூழல்களின் புலனுணர்வுத் தேவைகளுக்கு மேலும் மாற்றியமைக்கும் என்றும் எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.