പ്രകാശ തരംഗ ഇടപെടലിന്റെ കൃത്യമായ അളവെടുപ്പിൽ സിംഗിൾ ഫ്രീക്വൻസി സെമികണ്ടക്ടർ ലേസറിന്റെ പ്രയോഗം

അപേക്ഷസിംഗിൾ ഫ്രീക്വൻസി സെമികണ്ടക്ടർ ലേസർപ്രകാശ തരംഗ ഇടപെടലിന്റെ കൃത്യമായ അളവെടുപ്പിൽ
സിംഗിൾ ഫ്രീക്വൻസിയുടെ പ്രയോഗംസെമികണ്ടക്ടർ ലേസർഫൈബർ ഒപ്റ്റിക് ഹൈഡ്രോഫോണുകൾ, ഗ്രൗണ്ട് ലിസണിംഗ് ഇന്റർഫെറോമീറ്ററുകൾ തുടങ്ങിയ കൃത്യത അളക്കൽ മേഖലകളിലെ ഗവേഷണം ചർച്ച ചെയ്യപ്പെടുന്നു, കൂടാതെ ഇന്റർഫെറോമീറ്റർ സിസ്റ്റങ്ങളുടെ പ്രകടനത്തിൽ ലേസർ പ്രകടനത്തിന്റെ പ്രധാന സ്വാധീനം ആഴത്തിൽ വിശകലനം ചെയ്യുന്നു.

സിസ്റ്റത്തിന്റെ കോർ ഘടനയും പ്രവർത്തന തത്വവും: ഫൈബർ ഒപ്റ്റിക് ഹൈഡ്രോഫോൺ സിസ്റ്റം പ്രധാനമായും ഒരു സെൻസിംഗ് ഹെഡും ഒരു ഇന്റർഫെറോമീറ്ററും ചേർന്നതാണ് (ഉദാഹരണത്തിന് MZ ഇന്റർഫെറോമീറ്റർ എടുക്കുക). അടിസ്ഥാന തത്വം, ശബ്ദ സിഗ്നൽ (ശബ്ദ മർദ്ദം Δ p) സെൻസിംഗ് ഹെഡിൽ പ്രവർത്തിക്കുകയും, പൊള്ളയായ സിലിണ്ടറിന് ചുറ്റും പൊതിഞ്ഞ സെൻസിംഗ് ഫൈബറിന്റെ നീളത്തിലും റിഫ്രാക്റ്റീവ് സൂചികയിലും മാറ്റങ്ങൾ വരുത്തുകയും, അതുവഴി ഒപ്റ്റിക്കൽ പാതയിൽ മാറ്റങ്ങൾ വരുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു എന്നതാണ്. ഈ ചെറിയ ഒപ്റ്റിക്കൽ പാത മാറ്റം (അതായത് ഘട്ടം മാറ്റം) ഒരു ഇന്റർഫെറോമീറ്റർ ഉയർന്ന സംവേദനക്ഷമതയോടെ കണ്ടെത്തുന്നു.

1. സെൻസർ ഹെഡ്: ഇന്റർഫെറോമീറ്ററിന്റെ ഒപ്റ്റിക്കൽ പാതയിലെ മാറ്റങ്ങളാക്കി ശബ്ദ വൈബ്രേഷനുകളെ പരിവർത്തനം ചെയ്യുക എന്നതാണ് ഇതിന്റെ പ്രധാന പ്രവർത്തനം. സെൻസിറ്റിവിറ്റി കോഫിഫിഷ്യന്റ് s ഫൈബർ നീളം L പോലുള്ള ഘടകങ്ങളുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ ദൈർഘ്യമേറിയ സെൻസിംഗ് ഫൈബറുകൾ സിസ്റ്റം സെൻസിറ്റിവിറ്റി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഗുണം ചെയ്യും.
2. ഇന്റർഫെറോമീറ്റർ: ചെറിയ ഘട്ടം മാറ്റങ്ങൾ കണ്ടെത്തുന്നതിനുള്ള "ഏറ്റവും മികച്ച ആയുധം" ഇതാണ്. ഔട്ട്പുട്ട് പ്രകാശ തീവ്രതയ്ക്ക് ഘട്ടം വ്യത്യാസവുമായി ഒരു കോസൈൻ ബന്ധമുണ്ട്. ഓർത്തോഗണൽ ഓപ്പറേറ്റിംഗ് പോയിന്റിൽ ((m+1/2) π) സ്റ്റാറ്റിക് ഘട്ടം ബയസ് φ ₀ സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്നതിലൂടെ, സിസ്റ്റത്തിന് ഏറ്റവും ഉയർന്ന കണ്ടെത്തൽ സംവേദനക്ഷമത കൈവരിക്കാൻ കഴിയും.
3. സിസ്റ്റം പ്രകടനത്തെ ബാധിക്കുന്ന പ്രധാന പ്രകാശ സ്രോതസ്സ് പാരാമീറ്ററുകൾ: ഉയർന്ന ഫേസ് റെസല്യൂഷൻ (≤ 1 μ rad എന്ന ലക്ഷ്യത്തോടെ) നേടുന്നതിൽ ലേസർ പ്രകടനത്തിന്റെ പരിമിതികൾ വിശകലനം ചെയ്യുന്നതിലാണ് ലേഖനം ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നത്.
4. ലേസർഫ്രീക്വൻസി നോയ്‌സും ലൈൻവിഡ്ത്തും: ലേസറിന്റെ ഫ്രീക്വൻസി നോയ്‌സ് ഇന്റർഫെറൻസ് ഫേസ് നോയ്‌സിന് കാരണമാകും, അതുവഴി ഇന്റർഫെറൻസ് ഫ്രിഞ്ചുകളുടെ ദൃശ്യത കുറയും. ഏകദേശം 1 മീറ്റർ ഒപ്റ്റിക്കൽ പാത്ത് വ്യത്യാസമുള്ള ഒരു ഇന്റർഫെറോമീറ്ററിന്, 1 μ റാഡിന്റെ ഫേസ് റെസല്യൂഷൻ നേടുന്നതിന്, ലേസറിന്റെ ലൈൻവിഡ്ത്ത് ഏകദേശം 30 Hz-ൽ കുറവായിരിക്കണം. ഫ്രീക്വൻസി സ്ഥിരതയ്ക്ക് ഇത് വളരെ ഉയർന്ന ആവശ്യകതയാണ്.പ്രകാശ സ്രോതസ്സ്.
5. ലേസർ തീവ്രത ശബ്ദം: ലേസറിന്റെ ആപേക്ഷിക തീവ്രത ശബ്ദം (RIN) നേരിട്ട് ഇടപെടൽ സിഗ്നലിന്റെ ഘട്ടം പിശകായി പരിവർത്തനം ചെയ്യപ്പെടും. ഒരു സാധാരണ ഡിറ്റക്ഷൻ ലൈറ്റ് പവറിൽ (~100 μW) 1 μrad ന്റെ ഘട്ടം റെസല്യൂഷൻ നേടുന്നതിന്, ലേസറിന്റെ RIN -120 dB-യിൽ താഴെയായി കുറയ്ക്കേണ്ടതുണ്ട്. പ്രകാശ സ്രോതസ്സ് തീവ്രതയുടെ സ്ഥിരതയ്ക്ക് ഇത് വളരെ ഉയർന്ന ആവശ്യകതയാണ്.

ചുരുക്കത്തിൽ, ഫൈബർ ഒപ്റ്റിക് ഹൈഡ്രോഫോൺ സിസ്റ്റം വിശകലനം ചെയ്യുന്നതിലൂടെ, കോർ ലൈറ്റ് സോഴ്‌സായ സിംഗിൾ ഫ്രീക്വൻസി സെമികണ്ടക്ടർ ലേസറിന്റെ കർശനമായ ആവശ്യകതകൾ, ഇന്റർഫറൻസ് തത്വത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള കൃത്യത അളക്കലിൽ വളരെ ഇടുങ്ങിയ ലൈൻവിഡ്ത്ത് (ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി സ്ഥിരത), വളരെ കുറഞ്ഞ തീവ്രതയുള്ള ശബ്ദം എന്നിവ വിശദീകരിക്കുകയും വലിയ തോതിലുള്ള സിസ്റ്റം ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ നേരിടുന്ന ലേസർ ഫ്രീക്വൻസി സ്റ്റെബിലൈസേഷൻ വെല്ലുവിളികൾ അവതരിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.