Лазери импулсии суръати такрории ултра баланд
Дар ҷаҳони микроскопии таъсири мутақобилаи рӯшноӣ ва модда, импулсҳои ултрабаланд суръати такрорӣ (UHRP) ҳамчун ҳокимони дақиқи вақт амал мекунанд - онҳо бо суръати беш аз як миллиард маротиба дар як сония (1 ГГц) ларзиш мекунанд, изи ангуштони молекулавии ҳуҷайраҳои саратонро дар тасвири спектрӣ сабт мекунанд, миқдори зиёди маълумотро дар алоқаи нахи оптикӣ интиқол медиҳанд ва координатаҳои дарозии мавҷи ситораҳоро дар телескопҳо калибр мекунанд. Хусусан дар ҷаҳиши андозаи ошкоркунии лидар, лазерҳои импулсии ултрабаланд суръати такрории терагерц (100-300 ГГц) ба абзорҳои пуриқтидор барои ворид шудан ба қабати интерференсия табдил меёбанд ва сарҳадҳои дарки сеченака бо қудрати манипулятсияи фазоӣ-вақтӣ дар сатҳи фотонро аз нав ташаккул медиҳанд. Дар айни замон, истифодаи микросохторҳои сунъӣ, ба монанди ковокиҳои микроҳалқа, ки барои тавлиди омезиши чормавҷ (FWM) дақиқии коркарди наномасштабро талаб мекунанд, яке аз усулҳои асосии ба даст овардани импулсҳои оптикии ултрабаланд суръати такрорӣ мебошад. Олимон ба ҳалли мушкилоти муҳандисӣ дар коркарди сохторҳои ултранозук, мушкилоти танзими басомад ҳангоми оғози импулс ва мушкилоти самаранокии табдил пас аз тавлиди импулс тамаркуз мекунанд. Роҳи дигар ин истифодаи нахҳои хеле ғайрихаттӣ ва истифодаи таъсири ноустувории модулятсия ё таъсири FWM дар дохили ковокии лазер барои ангехтани UHRP мебошад. То ҳол, мо ба ҳар ҳол ба як "шаклдиҳандаи вақт"-и чолоконатар ниёз дорем.
Раванди тавлиди UHRP тавассути ворид кардани импулсҳои ултратез барои ба вуҷуд овардани таъсири диссипативии FWM ҳамчун "афрӯхтани ултратез" тавсиф мешавад. Баръакси схемаи ковокии ҳалқаҳои сунъии дар боло зикршуда, ки насоскунии пайваста, танзими дақиқи детекторатсияро барои идоракунии тавлиди импулс ва истифодаи васоити хеле ғайрихаттӣ барои паст кардани остонаи FWM-ро талаб мекунад, ин "афрӯхтан" ба хусусиятҳои қуллаи қувваи импулсҳои ултратез барои ба вуҷуд овардани мустақими FWM такя мекунад ва пас аз "хомӯш кардани афрӯхтан", ба UHRP-и худтаъминкунанда ноил мегардад.
Расми 1 механизми асосии ноил шудан ба худташкили импулсро дар асоси ангезиш додани импулси тухмии ултратези ковокиҳои ҳалқавии нахҳои диссипативӣ нишон медиҳад. Импулси тухмии ултракӯтоҳи ба берун воридшуда (давраи T0, басомади такрор F) ҳамчун "манбаи афрӯхтан" барои ангезиш додани майдони импулси пуриқтидор дар дохили ковокии диссипатсия хизмат мекунад. Модули афзоиши дохилиҳуҷайравӣ бо шаклдиҳандаи спектралӣ дар синергия кор мекунад, то энергияи импулси тухмиро тавассути танзими муштарак дар соҳаи басомади вақт ба вокуниши спектралии шакли шона табдил диҳад. Ин раванд маҳдудиятҳои насоскунии пайвастаи анъанавиро аз байн мебарад: импулси тухмӣ ҳангоми расидан ба остонаи FWM-и диссипатсия хомӯш мешавад ва ковокии диссипатсия ҳолати худташкили импулсро тавассути тавозуни динамикии афзоиш ва талафот нигоҳ медорад, ки басомади такрори импулс Fs аст (ба басомади дохилии FF ва давраи T-и ковокӣ мувофиқ аст).
Ин таҳқиқот инчунин санҷиши назариявиро анҷом дод. Бар асоси параметрҳои қабулшуда дар танзимоти таҷрибавӣ ва бо 1ps.лазери импулси ултратезҳамчун майдони ибтидоӣ, симулятсияи рақамӣ дар раванди эволютсияи домени вақт ва басомади импулс дар дохили ковокии лазерӣ гузаронида шуд. Муайян карда шуд, ки импулс аз се марҳила гузаштааст: тақсимшавии импулс, лаппиши даврии импулс ва тақсимоти якхелаи импулс дар тамоми ковокии лазерӣ. Ин натиҷаи рақамӣ инчунин хусусиятҳои худташкилилазери импулсӣ.
Бо ба кор андохтани таъсири омехтаи чормавҷ дар дохили ковокии ҳалқаи нахҳои диссипативӣ тавассути афрӯхтани импулси тухмии ултратез, тавлиди худташкилкунанда ва нигоҳдории импулсҳои басомади такрории ултрабаланд sub-THZ (баромади устувори қувваи 0.5W пас аз хомӯш кардани тухмӣ) бомуваффақият ба даст оварда шуд, ки барои майдони лидар намуди нави манбаи рӯшноиро таъмин кард: басомади такрории сатҳи sub-THZ-и он метавонад қарори абрҳои нуқтаро то сатҳи миллиметрӣ баланд бардорад. Хусусияти худнигоҳдории импулс истеъмоли энергияи системаро ба таври назаррас коҳиш медиҳад. Сохтори пурраи нах кори устувории баландро дар банди бехатарии чашми 1.5 мкм таъмин мекунад. Бо назардошти оянда, интизор меравад, ки ин технология таҳаввулоти лидари дар мошин насбшударо ба сӯи миниатюризатсия (дар асоси микрофилтрҳои MZI) ва ошкоркунии масофаи дур (васеъшавии қудрат то > 1W) пеш барад ва минбаъд ба талаботи дарки муҳитҳои мураккаб тавассути афрӯхтани ҳамоҳангшудаи бисёрмавҷ ва танзими интеллектуалӣ мутобиқ шавад.
Вақти нашр: июл-08-2025