அதி உயர் மறுநிகழ்வு வீத துடிப்பு லேசர்

அதி உயர் மறுநிகழ்வு வீத துடிப்பு லேசர்

ஒளிக்கும் பொருளுக்கும் இடையிலான இடைவினையின் நுண்ணிய உலகில், அதி உயர் மீள்நிகழ்வு வீதத் துடிப்புகள் (UHRPs) காலத்தின் துல்லியமான அளவுகோல்களாகச் செயல்படுகின்றன – அவை வினாடிக்கு ஒரு பில்லியன் முறைக்கும் மேலாக (1GHz) அலைவுற்று, நிறமாலைப் படிமமாக்கத்தில் புற்றுநோய் செல்களின் மூலக்கூறு அடையாளங்களைப் பதிவுசெய்கின்றன, ஒளியிழைத் தொடர்பில் பெருமளவிலான தரவுகளைக் கொண்டு செல்கின்றன, மற்றும் தொலைநோக்கிகளில் நட்சத்திரங்களின் அலைநீள ஆயங்களை அளவீடு செய்கின்றன. குறிப்பாக, லிடாரின் கண்டறிதல் பரிமாணத்தில் ஏற்பட்டுள்ள பாய்ச்சலில், டெராஹெர்ட்ஸ் அதி உயர் மீள்நிகழ்வு வீதத் துடிப்புள்ள லேசர்கள் (100-300 GHz), குறுக்கீட்டு அடுக்கை ஊடுருவிச் செல்வதற்கான சக்திவாய்ந்த கருவிகளாக மாறி, ஃபோட்டான் மட்டத்தில் உள்ள இட-கால கையாளுதல் ஆற்றலைக் கொண்டு முப்பரிமாணப் புலனுணர்வின் எல்லைகளை மறுவடிவமைக்கின்றன. தற்போது, ​​நான்கு-அலைக் கலவையை (FWM) உருவாக்க நானோ அளவிலான செயலாக்கத் துல்லியம் தேவைப்படும் நுண்-வளையக் குழிகள் போன்ற செயற்கை நுண் கட்டமைப்புகளைப் பயன்படுத்துவது, அதி உயர் மீள்நிகழ்வு வீத ஒளியியல் துடிப்புகளைப் பெறுவதற்கான முக்கிய முறைகளில் ஒன்றாகும். விஞ்ஞானிகள், மிக நுண்ணிய கட்டமைப்புகளைச் செயலாக்குவதில் உள்ள பொறியியல் சிக்கல்கள், துடிப்புத் தொடக்கத்தின் போது ஏற்படும் அதிர்வெண் சரிசெய்தல் சிக்கல், மற்றும் துடிப்பு உருவாக்கப்பட்ட பிறகு ஏற்படும் மாற்றத் திறன் சிக்கல் ஆகியவற்றைத் தீர்ப்பதில் கவனம் செலுத்துகின்றனர். மற்றொரு அணுகுமுறை, அதிக நேரியல் அல்லாத இழைகளைப் பயன்படுத்தி, லேசர் குழிக்குள் உள்ள பண்பேற்ற நிலைத்தன்மையின்மை விளைவு அல்லது FWM விளைவைப் பயன்படுத்தி UHRP-களைத் தூண்டுவதாகும். இதுவரை, நமக்கு இன்னும் திறமையான ஒரு "நேர வடிவமைப்பான்" தேவைப்படுகிறது.

சிதைவுறும் FWM விளைவைத் தூண்டுவதற்காக அதிவேகத் துடிப்புகளைச் செலுத்தி UHRP-ஐ உருவாக்கும் செயல்முறை “அதிவேகத் தூண்டல்” என விவரிக்கப்படுகிறது. தொடர்ச்சியான உந்தல், துடிப்பு உருவாக்கத்தைக் கட்டுப்படுத்த இசைவின்மையைத் துல்லியமாகச் சரிசெய்தல், மற்றும் FWM வரம்பைக் குறைக்க அதிக நேரியல் அல்லாத ஊடகங்களைப் பயன்படுத்துதல் ஆகியவற்றை உள்ளடக்கிய, மேலே குறிப்பிடப்பட்ட செயற்கை நுண்வளையக் குழித் திட்டத்திலிருந்து இது வேறுபட்டது. இந்த “தூண்டல்” செயல்முறையானது, FWM-ஐ நேரடியாகத் தூண்டுவதற்கு அதிவேகத் துடிப்புகளின் உச்ச ஆற்றல் பண்புகளைச் சார்ந்துள்ளது, மேலும் “தூண்டல் அணைக்கப்பட்ட” பிறகு, சுய-நிலைத்த UHRP-ஐ அடைகிறது.

படம் 1, ஆற்றல் இழப்பு இழை வளையக் குழிகளில் அதிவேக தொடக்கத் துடிப்புத் தூண்டுதலை அடிப்படையாகக் கொண்டு, துடிப்பு சுய-ஒழுங்கமைப்பை அடையும் மையச் செயல்முறையை விளக்குகிறது. வெளிப்புறமாகச் செலுத்தப்படும் மிகக் குறுகிய தொடக்கத் துடிப்பு (காலம் T0, மீண்டும் நிகழும் அதிர்வெண் F), ஆற்றல் இழப்புக் குழிக்குள் ஒரு உயர்-சக்தி துடிப்புப் புலத்தைத் தூண்டுவதற்கான "பற்றவைப்பு மூலமாக" செயல்படுகிறது. உள்ளக ஆதாயத் தொகுதி, நிறமாலை வடிவமைப்பியுடன் இணைந்து செயல்பட்டு, கால-அதிர்வெண் களத்தில் கூட்டு ஒழுங்குமுறை மூலம் தொடக்கத் துடிப்பு ஆற்றலை ஒரு சீப்பு வடிவ நிறமாலைத் துலங்கலாக மாற்றுகிறது. இந்தச் செயல்முறை, பாரம்பரிய தொடர்ச்சியான உந்திச் செயல்பாட்டின் வரம்புகளை உடைக்கிறது: தொடக்கத் துடிப்பு, ஆற்றல் இழப்பு FWM வரம்பை அடையும்போது நின்றுவிடுகிறது, மேலும் ஆற்றல் இழப்புக் குழி, ஆதாயம் மற்றும் இழப்பின் இயக்கச் சமநிலை மூலம் துடிப்பின் சுய-ஒழுங்கமைக்கும் நிலையைத் தக்க வைத்துக் கொள்கிறது. இதில் துடிப்பு மீண்டும் நிகழும் அதிர்வெண் Fs ஆக உள்ளது (இது குழியின் உள்ளார்ந்த அதிர்வெண் FF மற்றும் காலம் T-க்கு ஒத்திருக்கிறது).

இந்த ஆய்வு கோட்பாட்டு சரிபார்ப்பையும் நடத்தியது. சோதனை அமைப்பில் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட அளவுருக்களின் அடிப்படையில் மற்றும் 1ps உடன்அதிவேக துடிப்பு லேசர்ஆரம்பப் புலமாக, லேசர் குழிக்குள் துடிப்பின் நேரக் களம் மற்றும் அதிர்வெண்ணின் பரிணாம வளர்ச்சிச் செயல்முறையின் மீது எண்முறை உருவகப்படுத்துதல் மேற்கொள்ளப்பட்டது. அந்தத் துடிப்பு, துடிப்புப் பிளவு, துடிப்பு காலமுறை அலைவு, மற்றும் முழு லேசர் குழி முழுவதும் துடிப்பின் சீரான பரவல் ஆகிய மூன்று நிலைகளைக் கடந்து சென்றது கண்டறியப்பட்டது. இந்த எண்முறை முடிவானது, அதன் சுய-ஒழுங்கமைக்கும் பண்புகளையும் முழுமையாகச் சரிபார்க்கிறது.துடிப்பு லேசர்.

அதிவேக விதைத் துடிப்பு பற்றவைப்பு மூலம், ஆற்றல் சிதறல் இழை வளையக் குழிக்குள் நான்கு-அலை கலப்பு விளைவைத் தூண்டுவதன் மூலம், துணை-THZ அதி-உயர் மீள்நிகழ்வு அதிர்வெண் துடிப்புகளின் (விதை அணைக்கப்பட்ட பிறகு 0.5W ஆற்றலின் நிலையான வெளியீடு) சுய-ஒழுங்கமைவு உருவாக்கம் மற்றும் பராமரிப்பு வெற்றிகரமாக அடையப்பட்டது. இது லிடார் துறைக்கு ஒரு புதிய வகை ஒளி மூலத்தை வழங்குகிறது: இதன் துணை-THZ நிலை மறுஅதிர்வெண், புள்ளி மேகத் தெளிவுத்திறனை மில்லிமீட்டர் நிலைக்கு மேம்படுத்த முடியும். துடிப்பின் சுய-நிலைத்த அம்சம், அமைப்பின் ஆற்றல் நுகர்வை கணிசமாகக் குறைக்கிறது. முழு-இழை அமைப்பு, 1.5 μm கண் பாதுகாப்புப் பட்டையில் உயர் நிலைத்தன்மை செயல்பாட்டை உறுதி செய்கிறது. எதிர்காலத்தில், இந்தத் தொழில்நுட்பம் வாகனத்தில் பொருத்தப்பட்ட லிடாரின் பரிணாம வளர்ச்சியை நுண்மயமாக்கல் (MZI நுண்-வடிகட்டிகளின் அடிப்படையில்) மற்றும் நீண்ட தூரக் கண்டறிதல் (ஆற்றல் விரிவாக்கம் > 1W வரை) ஆகியவற்றை நோக்கி செலுத்தும் என்றும், மேலும் பல-அலைநீள ஒருங்கிணைந்த பற்றவைப்பு மற்றும் அறிவார்ந்த ஒழுங்குமுறை மூலம் சிக்கலான சூழல்களின் புலனுணர்வுத் தேவைகளுக்கு ஏற்ப தன்னை மாற்றியமைத்துக் கொள்ளும் என்றும் எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.