Ultra yuqori takrorlash tezligi impulsli lazer
Yorug'lik va materiya o'rtasidagi o'zaro ta'sirning mikroskopik dunyosida ultra yuqori takrorlash tezligi impulslari (UHRP) vaqtning aniq o'lchagichi sifatida ishlaydi - ular sekundiga milliard martadan ko'proq (1 gigagertsli) tebranadi, spektral tasvirda saraton hujayralarining molekulyar barmoq izlarini oladi, optik tolali aloqada katta hajmdagi ma'lumotlarni olib yuradi va to'lqinlar to'lqinlarini muvofiqlashtiradi. teleskoplar. Ayniqsa, lidarning aniqlash o'lchamining sakrashida, terahertz ultra yuqori takrorlash tezligi impulsli lazerlari (100-300 GHz) interferentsiya qatlamiga kirib, foton darajasida fazoviy-vaqt manipulyatsiyasi kuchi bilan uch o'lchovli idrok chegaralarini qayta shakllantiradigan kuchli vositaga aylanmoqda. Hozirgi vaqtda to'rtta to'lqinli aralashtirish (FWM) hosil qilish uchun nano o'lchovli ishlov berish aniqligini talab qiluvchi mikro-halqali bo'shliqlar kabi sun'iy mikro tuzilmalardan foydalanish ultra yuqori takrorlanish tezligi optik impulslarni olishning asosiy usullaridan biridir. Olimlar o'ta nozik tuzilmalarni qayta ishlashda muhandislik muammolarini, impulslarni boshlash paytida chastotani sozlash muammosini va impuls hosil bo'lgandan keyin konversiya samaradorligi muammosini hal qilishga e'tibor qaratmoqda. Yana bir yondashuv - yuqori chiziqli bo'lmagan tolalardan foydalanish va UHRPlarni qo'zg'atish uchun lazer bo'shlig'ida modulyatsiya beqarorlik effekti yoki FWM effektidan foydalanish. Hozircha bizga yanada epchilroq “vaqtni shakllantiruvchi” kerak.
Dissipativ FWM effektini qo'zg'atish uchun o'ta tez impulslarni kiritish orqali UHRP ni yaratish jarayoni "ultrafast ateşleme" deb ta'riflanadi. Yuqorida aytib o'tilgan sun'iy mikroring bo'shliq sxemasidan farqli o'laroq, uzluksiz nasosni, impuls hosil bo'lishini nazorat qilish uchun sozlashni aniq sozlashni va FWM chegarasini pasaytirish uchun yuqori chiziqli bo'lmagan muhitdan foydalanishni talab qiladigan bu "otish" FWM ni to'g'ridan-to'g'ri qo'zg'atish uchun o'ta tezkor impulslarning eng yuqori quvvat xususiyatlariga tayanadi va "O'z-o'zini yoqish" dan keyin.
1-rasmda dissipativ tolali halqali bo'shliqlarning o'ta tez urug'li impuls qo'zg'alishiga asoslangan impulsning o'zini o'zi tashkil qilishiga erishishning asosiy mexanizmi ko'rsatilgan. Tashqaridan AOK qilingan ultraqisqa urug 'pulsi (T0 davri, takrorlanish chastotasi F) dissipatsiya bo'shlig'idagi yuqori quvvatli impuls maydonini qo'zg'atish uchun "olov manbai" bo'lib xizmat qiladi. Hujayra ichidagi daromad moduli vaqt-chastota domenida qo'shma tartibga solish orqali urug'ning zarba energiyasini taroqsimon spektral javobga aylantirish uchun spektral shakllantiruvchi bilan sinergiyada ishlaydi. Bu jarayon an'anaviy uzluksiz nasosning cheklovlaridan o'tadi: urug' pulsi tarqalish FWM chegarasiga yetganda o'chadi va tarqalish bo'shlig'i pulsning o'z-o'zini tashkil qilish holatini daromad va yo'qotishning dinamik muvozanati orqali saqlaydi, impulsning takrorlanish chastotasi Fs (FFv chastotasining ichki chastotasi va T cav. davriga to'g'ri keladi).
Ushbu tadqiqot ham nazariy tekshirishni o'tkazdi. Eksperimental o'rnatishda qabul qilingan parametrlarga asoslanib va 1ps bilanultratez pulsli lazerboshlang'ich maydon sifatida lazer bo'shlig'idagi pulsning vaqt sohasi va chastotasining evolyutsiya jarayoni bo'yicha raqamli simulyatsiya amalga oshirildi. Pulsning uch bosqichdan o'tganligi aniqlandi: pulsning bo'linishi, pulsning davriy tebranishi va butun lazer bo'shlig'i bo'ylab pulsning bir xil taqsimlanishi. Ushbu raqamli natija, shuningdek, o'z-o'zini tashkil qilish xususiyatlarini to'liq tasdiqlaydipulsli lazer.
Urug'larning o'ta tez yonishi orqali dissipativ tolali halqa bo'shlig'ida to'rtta to'lqinli aralashtirish effektini ishga tushirish orqali sub-THZ ultra yuqori takroriy chastotali impulslarni o'z-o'zini tashkil qilish va ta'mirlash (urug'lar o'chirilgandan keyin 0,5 Vt quvvatning barqaror chiqishi) muvaffaqiyatli amalga oshirildi, bu esa bulutli nurlanish nuqtasi darajasini oshirish uchun yangi turdagi yorug'lik manbasini ta'minlaydi: millimetr darajasiga. Pulsning o'z-o'zini ushlab turish xususiyati tizimning energiya sarfini sezilarli darajada kamaytiradi. To'liq tolali tuzilma 1,5 mkm ko'z xavfsizligi bandida yuqori barqaror ishlashni ta'minlaydi. Kelajakka nazar tashlaydigan bo'lsak, ushbu texnologiya avtomobilga o'rnatilgan lidarning evolyutsiyasini miniatyuralashtirish (MZI mikro filtrlari asosida) va uzoq masofali aniqlash (quvvatni > 1 Vt gacha kengaytirish) tomon olib borishi va ko'p to'lqin uzunlikdagi muvofiqlashtirilgan ateşleme va aqlli tartibga solish orqali murakkab muhitlarni idrok etish talablariga yanada moslashishi kutilmoqda.
Xabar vaqti: 2025-08-iyul