മൈക്രോവേവ് ഒപ്റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക്‌സിലെ മൈക്രോവേവ് സിഗ്നൽ ജനറേഷൻ്റെ നിലവിലെ സാഹചര്യവും ഹോട്ട് സ്പോട്ടുകളും

മൈക്രോവേവ് ഒപ്റ്റോ ഇലക്ട്രോണിക്സ്, പേര് സൂചിപ്പിക്കുന്നത് പോലെ, മൈക്രോവേവിൻ്റെ കവലയുംഒപ്റ്റോ ഇലക്ട്രോണിക്സ്. മൈക്രോവേവുകളും പ്രകാശ തരംഗങ്ങളും വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളാണ്, ആവൃത്തികൾ വ്യത്യസ്ത അളവിലുള്ള നിരവധി ഓർഡറുകളാണ്, അതത് മേഖലകളിൽ വികസിപ്പിച്ച ഘടകങ്ങളും സാങ്കേതികവിദ്യകളും വളരെ വ്യത്യസ്തമാണ്. സംയോജിതമായി, നമുക്ക് പരസ്പരം പ്രയോജനപ്പെടുത്താം, എന്നാൽ യഥാക്രമം തിരിച്ചറിയാൻ പ്രയാസമുള്ള പുതിയ ആപ്ലിക്കേഷനുകളും സവിശേഷതകളും നമുക്ക് ലഭിക്കും.

ഒപ്റ്റിക്കൽ ആശയവിനിമയംമൈക്രോവേവുകളുടെയും ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രോണുകളുടെയും സംയോജനത്തിൻ്റെ ഒരു പ്രധാന ഉദാഹരണമാണ്. ആദ്യകാല ടെലിഫോൺ, ടെലിഗ്രാഫ് വയർലെസ് കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻസ്, സിഗ്നലുകളുടെ ജനറേഷൻ, പ്രൊപ്പഗേഷൻ, റിസപ്ഷൻ, എല്ലാ മൈക്രോവേവ് ഉപകരണങ്ങളും ഉപയോഗിച്ചു. കുറഞ്ഞ ആവൃത്തിയിലുള്ള വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളാണ് തുടക്കത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നത്, കാരണം ഫ്രീക്വൻസി ശ്രേണി ചെറുതും പ്രക്ഷേപണത്തിനുള്ള ചാനൽ ശേഷി ചെറുതുമാണ്. സംപ്രേഷണം ചെയ്യുന്ന സിഗ്നലിൻ്റെ ആവൃത്തി വർദ്ധിപ്പിക്കുക എന്നതാണ് പരിഹാരം, ഉയർന്ന ആവൃത്തി, കൂടുതൽ സ്പെക്ട്രം ഉറവിടങ്ങൾ. എന്നാൽ എയർ പ്രൊപ്പഗേഷൻ നഷ്ടത്തിൽ ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി സിഗ്നൽ വലുതാണ്, മാത്രമല്ല തടസ്സങ്ങളാൽ തടയാൻ എളുപ്പമാണ്. കേബിൾ ഉപയോഗിച്ചാൽ, കേബിളിൻ്റെ നഷ്ടം വലുതാണ്, ദീർഘദൂര പ്രക്ഷേപണം ഒരു പ്രശ്നമാണ്. ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ ആശയവിനിമയത്തിൻ്റെ ആവിർഭാവം ഈ പ്രശ്നങ്ങൾക്കുള്ള നല്ലൊരു പരിഹാരമാണ്.ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർവളരെ കുറഞ്ഞ പ്രസരണ നഷ്ടം ഉള്ളതിനാൽ ദീർഘദൂരങ്ങളിലേക്ക് സിഗ്നലുകൾ കൈമാറുന്നതിനുള്ള മികച്ച കാരിയറാണ്. പ്രകാശ തരംഗങ്ങളുടെ ആവൃത്തി ശ്രേണി മൈക്രോവേവുകളേക്കാൾ വളരെ കൂടുതലാണ്, മാത്രമല്ല ഒരേസമയം വ്യത്യസ്ത ചാനലുകൾ കൈമാറാനും കഴിയും. ഈ ഗുണങ്ങൾ കാരണംഒപ്റ്റിക്കൽ ട്രാൻസ്മിഷൻ, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ ആശയവിനിമയം ഇന്നത്തെ വിവര കൈമാറ്റത്തിൻ്റെ നട്ടെല്ലായി മാറിയിരിക്കുന്നു.
ഒപ്റ്റിക്കൽ ആശയവിനിമയത്തിന് ഒരു നീണ്ട ചരിത്രമുണ്ട്, ഗവേഷണവും പ്രയോഗവും വളരെ വിപുലവും പക്വവുമാണ്, ഇവിടെ കൂടുതൽ പറയേണ്ടതില്ല. ഒപ്റ്റിക്കൽ കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ ഒഴികെയുള്ള സമീപ വർഷങ്ങളിലെ മൈക്രോവേവ് ഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക്‌സിൻ്റെ പുതിയ ഗവേഷണ ഉള്ളടക്കമാണ് ഈ പ്രബന്ധം പ്രധാനമായും അവതരിപ്പിക്കുന്നത്. പരമ്പരാഗത മൈക്രോവേവ് ഇലക്‌ട്രോണിക് ഘടകങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് നേടാൻ പ്രയാസമുള്ള പ്രകടനവും പ്രയോഗവും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും കൈവരിക്കുന്നതിനുമായി ഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക്‌സ് മേഖലയിലെ രീതികളും സാങ്കേതികവിദ്യകളും മൈക്രോവേവ് ഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക്‌സ് പ്രധാനമായും ഉപയോഗിക്കുന്നു. ആപ്ലിക്കേഷൻ്റെ വീക്ഷണകോണിൽ നിന്ന്, അതിൽ പ്രധാനമായും ഇനിപ്പറയുന്ന മൂന്ന് വശങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു.
ആദ്യത്തേത്, എക്‌സ്-ബാൻഡ് മുതൽ THz ബാൻഡ് വരെ ഉയർന്ന പ്രകടനവും കുറഞ്ഞ ശബ്ദവുമുള്ള മൈക്രോവേവ് സിഗ്നലുകൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ ഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക്‌സിൻ്റെ ഉപയോഗമാണ്.
രണ്ടാമതായി, മൈക്രോവേവ് സിഗ്നൽ പ്രോസസ്സിംഗ്. കാലതാമസം, ഫിൽട്ടറിംഗ്, ഫ്രീക്വൻസി പരിവർത്തനം, സ്വീകരിക്കൽ എന്നിവയും മറ്റും ഉൾപ്പെടുന്നു.
മൂന്നാമതായി, അനലോഗ് സിഗ്നലുകളുടെ സംപ്രേക്ഷണം.

ഈ ലേഖനത്തിൽ, രചയിതാവ് മൈക്രോവേവ് സിഗ്നലിൻ്റെ ജനറേഷൻ എന്ന ആദ്യ ഭാഗം മാത്രമേ അവതരിപ്പിക്കുകയുള്ളൂ. പരമ്പരാഗത മൈക്രോവേവ് മില്ലിമീറ്റർ തരംഗങ്ങൾ പ്രധാനമായും iii_V മൈക്രോ ഇലക്‌ട്രോണിക് ഘടകങ്ങളാൽ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്നു. അതിൻ്റെ പരിമിതികൾക്ക് ഇനിപ്പറയുന്ന പോയിൻ്റുകളുണ്ട്: ഒന്നാമതായി, മുകളിലുള്ള 100GHz പോലെയുള്ള ഉയർന്ന ആവൃത്തികളിലേക്ക്, പരമ്പരാഗത മൈക്രോ ഇലക്‌ട്രോണിക്‌സിന് കുറച്ച് പവർ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി THz സിഗ്നലിലേക്ക്, അവർക്ക് ഒന്നും ചെയ്യാൻ കഴിയില്ല. രണ്ടാമതായി, ഘട്ടം ശബ്‌ദം കുറയ്ക്കുന്നതിനും ഫ്രീക്വൻസി സ്ഥിരത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും, യഥാർത്ഥ ഉപകരണം വളരെ താഴ്ന്ന താപനിലയിൽ സ്ഥാപിക്കേണ്ടതുണ്ട്. മൂന്നാമതായി, ഫ്രീക്വൻസി മോഡുലേഷൻ ഫ്രീക്വൻസി പരിവർത്തനത്തിൻ്റെ വിശാലമായ ശ്രേണി കൈവരിക്കാൻ പ്രയാസമാണ്. ഈ പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കുന്നതിന്, ഒപ്റ്റോ ഇലക്ട്രോണിക് സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് ഒരു പങ്കു വഹിക്കാനാകും. പ്രധാന രീതികൾ ചുവടെ വിവരിച്ചിരിക്കുന്നു.

1. രണ്ട് വ്യത്യസ്ത ഫ്രീക്വൻസി ലേസർ സിഗ്നലുകളുടെ വ്യത്യാസ ആവൃത്തിയിലൂടെ, ചിത്രം 1 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, മൈക്രോവേവ് സിഗ്നലുകളെ പരിവർത്തനം ചെയ്യാൻ ഒരു ഹൈ-ഫ്രീക്വൻസി ഫോട്ടോഡെറ്റക്റ്റർ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ചിത്രം 1. രണ്ടിൻ്റെ വ്യത്യാസ ആവൃത്തിയാൽ സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ട മൈക്രോവേവുകളുടെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രംലേസറുകൾ.

ഈ രീതിയുടെ ഗുണങ്ങൾ ലളിതമായ ഘടനയാണ്, വളരെ ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി മില്ലിമീറ്റർ തരംഗവും THz ഫ്രീക്വൻസി സിഗ്നലും സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ ലേസറിൻ്റെ ഫ്രീക്വൻസി ക്രമീകരിക്കുന്നതിലൂടെ ഫാസ്റ്റ് ഫ്രീക്വൻസി പരിവർത്തനം, സ്വീപ്പ് ഫ്രീക്വൻസി എന്നിവയുടെ വലിയ ശ്രേണി നടപ്പിലാക്കാൻ കഴിയും. രണ്ട് ബന്ധമില്ലാത്ത ലേസർ സിഗ്നലുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്ന വ്യത്യാസ ഫ്രീക്വൻസി സിഗ്നലിൻ്റെ ലൈൻവിഡ്ത്ത് അല്ലെങ്കിൽ ഫേസ് ശബ്ദം താരതമ്യേന വലുതാണ്, കൂടാതെ ഫ്രീക്വൻസി സ്ഥിരത ഉയർന്നതല്ല, പ്രത്യേകിച്ചും ചെറിയ വോള്യമുള്ളതും എന്നാൽ വലിയ ലൈൻവിഡ്ത്ത് (~MHz) ഉള്ളതുമായ അർദ്ധചാലക ലേസർ ആണെങ്കിൽ. ഉപയോഗിച്ചു. സിസ്റ്റം വെയ്റ്റ് വോളിയം ആവശ്യകതകൾ ഉയർന്നതല്ലെങ്കിൽ, നിങ്ങൾക്ക് കുറഞ്ഞ നോയ്സ് (~kHz) സോളിഡ്-സ്റ്റേറ്റ് ലേസറുകൾ ഉപയോഗിക്കാം,ഫൈബർ ലേസറുകൾ, ബാഹ്യ അറഅർദ്ധചാലക ലേസറുകൾ, മുതലായവ. കൂടാതെ, ഒരേ ലേസർ അറയിൽ സൃഷ്ടിക്കുന്ന രണ്ട് വ്യത്യസ്ത മോഡുകൾ ലേസർ സിഗ്നലുകൾ ഒരു വ്യത്യാസ ആവൃത്തി സൃഷ്ടിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാനും കഴിയും, അങ്ങനെ മൈക്രോവേവ് ഫ്രീക്വൻസി സ്ഥിരത പ്രകടനം വളരെയധികം മെച്ചപ്പെടുന്നു.

2. മുമ്പത്തെ രീതിയിലുള്ള രണ്ട് ലേസറുകൾ പൊരുത്തമില്ലാത്തതും സൃഷ്ടിക്കുന്ന സിഗ്നൽ ഫേസ് ശബ്ദം വളരെ വലുതുമാണ് എന്ന പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നതിന്, രണ്ട് ലേസറുകൾ തമ്മിലുള്ള കോഹറൻസ് ഇൻജക്ഷൻ ഫ്രീക്വൻസി ലോക്കിംഗ് ഫേസ് ലോക്കിംഗ് രീതി അല്ലെങ്കിൽ നെഗറ്റീവ് ഫീഡ്‌ബാക്ക് ഘട്ടം വഴി ലഭിക്കും. ലോക്കിംഗ് സർക്യൂട്ട്. മൈക്രോവേവ് ഗുണിതങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള ഇൻജക്ഷൻ ലോക്കിംഗിൻ്റെ ഒരു സാധാരണ ആപ്ലിക്കേഷൻ ചിത്രം 2 കാണിക്കുന്നു (ചിത്രം 2). ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി കറൻ്റ് സിഗ്നലുകൾ ഒരു അർദ്ധചാലക ലേസറിലേക്ക് നേരിട്ട് കുത്തിവയ്ക്കുന്നതിലൂടെയോ അല്ലെങ്കിൽ ഒരു LinBO3-ഘട്ട മോഡുലേറ്റർ ഉപയോഗിച്ചോ, തുല്യ ഫ്രീക്വൻസി സ്‌പെയ്‌സിംഗ് ഉള്ള വിവിധ ഫ്രീക്വൻസികളുടെ ഒന്നിലധികം ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലുകൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും, അല്ലെങ്കിൽ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി ചീപ്പുകൾ. തീർച്ചയായും, വൈഡ് സ്പെക്ട്രം ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി ചീപ്പ് ലഭിക്കുന്നതിന് സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന രീതി മോഡ്-ലോക്ക് ചെയ്ത ലേസർ ഉപയോഗിക്കുക എന്നതാണ്. ജനറേറ്റുചെയ്ത ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി ചീപ്പിലെ ഏതെങ്കിലും രണ്ട് ചീപ്പ് സിഗ്നലുകൾ യഥാക്രമം ഫ്രീക്വൻസിയും ഫേസ് ലോക്കിംഗും തിരിച്ചറിയുന്നതിനായി യഥാക്രമം ലേസർ 1, 2 എന്നിവയിലേക്ക് ഫിൽട്ടർ ചെയ്‌ത് തിരഞ്ഞെടുത്ത് കുത്തിവയ്ക്കുന്നു. ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി ചീപ്പിൻ്റെ വ്യത്യസ്ത ചീപ്പ് സിഗ്നലുകൾ തമ്മിലുള്ള ഘട്ടം താരതമ്യേന സ്ഥിരതയുള്ളതിനാൽ, രണ്ട് ലേസറുകൾ തമ്മിലുള്ള ആപേക്ഷിക ഘട്ടം സ്ഥിരതയുള്ളതാണ്, തുടർന്ന് മുമ്പ് വിവരിച്ചതുപോലെ വ്യത്യാസ ആവൃത്തിയുടെ രീതി ഉപയോഗിച്ച്, മൾട്ടി-ഫോൾഡ് ഫ്രീക്വൻസി മൈക്രോവേവ് സിഗ്നൽ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി ചീപ്പ് ആവർത്തന നിരക്ക് ലഭിക്കും.

ചിത്രം 2. ഇൻജക്ഷൻ ഫ്രീക്വൻസി ലോക്കിംഗ് വഴി സൃഷ്ടിക്കപ്പെട്ട മൈക്രോവേവ് ഫ്രീക്വൻസി ഇരട്ടിപ്പിക്കൽ സിഗ്നലിൻ്റെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം.
രണ്ട് ലേസറുകളുടെയും ആപേക്ഷിക ഘട്ട ശബ്ദം കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള മറ്റൊരു മാർഗ്ഗം ചിത്രം 3-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ നെഗറ്റീവ് ഫീഡ്ബാക്ക് ഒപ്റ്റിക്കൽ PLL ഉപയോഗിക്കുക എന്നതാണ്.

ചിത്രം 3. OPL-ൻ്റെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം.

ഒപ്റ്റിക്കൽ PLL ൻ്റെ തത്വം ഇലക്ട്രോണിക്സ് മേഖലയിലെ PLL-ന് സമാനമാണ്. രണ്ട് ലേസറുകളുടെയും ഘട്ട വ്യത്യാസം ഒരു ഫോട്ടോഡിറ്റക്റ്റർ (ഒരു ഘട്ടം ഡിറ്റക്ടറിന് തുല്യം) വഴി ഒരു വൈദ്യുത സിഗ്നലായി പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നു, തുടർന്ന് രണ്ട് ലേസറുകൾ തമ്മിലുള്ള ഘട്ട വ്യത്യാസം ഒരു റഫറൻസ് മൈക്രോവേവ് സിഗ്നൽ ഉറവിടം ഉപയോഗിച്ച് വ്യത്യാസ ആവൃത്തി ഉണ്ടാക്കുന്നതിലൂടെ ലഭിക്കും, അത് വർദ്ധിപ്പിക്കും. കൂടാതെ ഫിൽട്ടർ ചെയ്‌ത് ലേസറുകളിലൊന്നിൻ്റെ ഫ്രീക്വൻസി കൺട്രോൾ യൂണിറ്റിലേക്ക് തിരികെ നൽകുന്നു (അർദ്ധചാലക ലേസറുകൾക്ക്, ഇത് ഇൻജക്ഷൻ കറൻ്റ് ആണ്). അത്തരം ഒരു നെഗറ്റീവ് ഫീഡ്ബാക്ക് കൺട്രോൾ ലൂപ്പിലൂടെ, രണ്ട് ലേസർ സിഗ്നലുകൾക്കിടയിലുള്ള ആപേക്ഷിക ആവൃത്തി ഘട്ടം റഫറൻസ് മൈക്രോവേവ് സിഗ്നലിലേക്ക് ലോക്ക് ചെയ്യപ്പെടുന്നു. സംയോജിത ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ പിന്നീട് ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബറുകളിലൂടെ മറ്റെവിടെയെങ്കിലും ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറിലേക്ക് കൈമാറുകയും മൈക്രോവേവ് സിഗ്നലായി പരിവർത്തനം ചെയ്യുകയും ചെയ്യാം. മൈക്രോവേവ് സിഗ്നലിൻ്റെ ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ഘട്ട ശബ്‌ദം, ഫേസ് ലോക്ക് ചെയ്‌ത നെഗറ്റീവ് ഫീഡ്‌ബാക്ക് ലൂപ്പിൻ്റെ ബാൻഡ്‌വിഡ്‌ത്തിലെ റഫറൻസ് സിഗ്നലിൻ്റെ ഏതാണ്ട് സമാനമാണ്. ബാൻഡ്‌വിഡ്‌ത്തിന് പുറത്തുള്ള ഫേസ് നോയ്‌സ് യഥാർത്ഥ രണ്ട് ബന്ധമില്ലാത്ത ലേസറുകളുടെ ആപേക്ഷിക ഘട്ട ശബ്ദത്തിന് തുല്യമാണ്.
കൂടാതെ, റഫറൻസ് മൈക്രോവേവ് സിഗ്നൽ ഉറവിടം മറ്റ് സിഗ്നൽ സ്രോതസ്സുകൾക്ക് ഫ്രീക്വൻസി ഇരട്ടിപ്പിക്കൽ, ഡിവൈസർ ഫ്രീക്വൻസി അല്ലെങ്കിൽ മറ്റ് ഫ്രീക്വൻസി പ്രോസസ്സിംഗ് വഴി പരിവർത്തനം ചെയ്യാനാകും, അങ്ങനെ താഴ്ന്ന ഫ്രീക്വൻസി മൈക്രോവേവ് സിഗ്നൽ മൾട്ടിഡബിൾ ചെയ്യാം അല്ലെങ്കിൽ ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി RF, THz സിഗ്നലുകളിലേക്ക് പരിവർത്തനം ചെയ്യാം.
ഇൻജക്ഷൻ ഫ്രീക്വൻസി ലോക്കിംഗുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഫ്രീക്വൻസി ഇരട്ടിപ്പിക്കൽ മാത്രമേ ലഭിക്കൂ, ഘട്ടം ലോക്ക് ചെയ്ത ലൂപ്പുകൾ കൂടുതൽ വഴക്കമുള്ളതാണ്, ഏതാണ്ട് ഏകപക്ഷീയമായ ആവൃത്തികൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും, തീർച്ചയായും കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണവും. ഉദാഹരണത്തിന്, ചിത്രം 2-ലെ ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് മോഡുലേറ്റർ സൃഷ്ടിച്ച ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി ചീപ്പ് പ്രകാശ സ്രോതസ്സായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫേസ് ലോക്ക്ഡ് ലൂപ്പ് രണ്ട് ലേസറുകളുടെ ഫ്രീക്വൻസി രണ്ട് ഒപ്റ്റിക്കൽ കോംബ് സിഗ്നലുകളിലേക്ക് തിരഞ്ഞെടുത്ത് ലോക്ക് ചെയ്യാനും തുടർന്ന് സൃഷ്ടിക്കാനും ഉപയോഗിക്കുന്നു. ചിത്രം 4-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, വ്യത്യാസ ആവൃത്തിയിലൂടെയുള്ള ഉയർന്ന ആവൃത്തിയിലുള്ള സിഗ്നലുകൾ യഥാക്രമം രണ്ട് PLLS-ൻ്റെ റഫറൻസ് സിഗ്നൽ ആവൃത്തികളാണ്, കൂടാതെ N*frep+f1+f2 എന്ന മൈക്രോവേവ് സിഗ്നൽ ഇവ തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസം വഴി ജനറേറ്റുചെയ്യാനാകും. രണ്ട് ലേസർ.

ചിത്രം 4. ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി കോമ്പുകളും PLLS ഉം ഉപയോഗിച്ച് അനിയന്ത്രിതമായ ആവൃത്തികൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിൻ്റെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം.

3. ഒപ്റ്റിക്കൽ പൾസ് സിഗ്നലിനെ മൈക്രോവേവ് സിഗ്നലാക്കി മാറ്റാൻ മോഡ് ലോക്ക് ചെയ്ത പൾസ് ലേസർ ഉപയോഗിക്കുകഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർ.

വളരെ നല്ല ഫ്രീക്വൻസി സ്റ്റബിലിറ്റിയും വളരെ കുറഞ്ഞ ഫേസ് ശബ്ദവും ഉള്ള ഒരു സിഗ്നൽ ലഭിക്കും എന്നതാണ് ഈ രീതിയുടെ പ്രധാന നേട്ടം. ലേസറിൻ്റെ ആവൃത്തിയെ വളരെ സ്ഥിരതയുള്ള ആറ്റോമിക്, മോളിക്യുലാർ ട്രാൻസിഷൻ സ്പെക്ട്രം അല്ലെങ്കിൽ വളരെ സ്ഥിരതയുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ അറയിലേക്ക് ലോക്ക് ചെയ്യുന്നതിലൂടെയും സ്വയം ഇരട്ടിപ്പിക്കുന്ന ഫ്രീക്വൻസി എലിമിനേഷൻ സിസ്റ്റം ഫ്രീക്വൻസി ഷിഫ്റ്റിൻ്റെയും മറ്റ് സാങ്കേതികവിദ്യകളുടെയും ഉപയോഗത്തിലൂടെയും നമുക്ക് വളരെ സ്ഥിരതയുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ പൾസ് സിഗ്നൽ ലഭിക്കും. വളരെ സ്ഥിരതയുള്ള ആവർത്തന ആവൃത്തി, അങ്ങനെ അൾട്രാ-ലോ ഫേസ് നോയിസ് ഉള്ള ഒരു മൈക്രോവേവ് സിഗ്നൽ ലഭിക്കും. ചിത്രം 5.

ചിത്രം 5. വ്യത്യസ്ത സിഗ്നൽ സ്രോതസ്സുകളുടെ ആപേക്ഷിക ഘട്ട ശബ്ദത്തിൻ്റെ താരതമ്യം.

എന്നിരുന്നാലും, പൾസ് ആവർത്തന നിരക്ക് ലേസറിൻ്റെ അറയുടെ നീളത്തിന് വിപരീത അനുപാതത്തിലായതിനാലും പരമ്പരാഗത മോഡ്-ലോക്ക് ചെയ്ത ലേസർ വലുതായതിനാലും ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി മൈക്രോവേവ് സിഗ്നലുകൾ നേരിട്ട് ലഭിക്കുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. കൂടാതെ, പരമ്പരാഗത പൾസ്ഡ് ലേസറുകളുടെ വലുപ്പം, ഭാരം, ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം, അതുപോലെ തന്നെ കഠിനമായ പാരിസ്ഥിതിക ആവശ്യങ്ങൾ എന്നിവ അവയുടെ പ്രധാനമായും ലബോറട്ടറി ആപ്ലിക്കേഷനുകളെ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു. ഈ ബുദ്ധിമുട്ടുകൾ മറികടക്കാൻ, യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സിലും ജർമ്മനിയിലും അടുത്തിടെ നോൺലീനിയർ ഇഫക്റ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ച് ഗവേഷണം ആരംഭിച്ചിട്ടുണ്ട്, ഇത് വളരെ ചെറുതും ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ളതുമായ ചിർപ്പ് മോഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ കാവിറ്റികളിൽ ഫ്രീക്വൻസി-സ്റ്റബിൾ ഒപ്റ്റിക്കൽ ചീപ്പുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു, ഇത് ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി ലോ-നോയിസ് മൈക്രോവേവ് സിഗ്നലുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

4. ഒപ്‌റ്റോ ഇലക്ട്രോണിക് ഓസിലേറ്റർ, ചിത്രം 6.

ചിത്രം 6. ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് കപ്പിൾഡ് ഓസിലേറ്ററിൻ്റെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം.

മൈക്രോവേവ് അല്ലെങ്കിൽ ലേസറുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള പരമ്പരാഗത രീതികളിലൊന്ന് ഒരു സ്വയം-ഫീഡ്‌ബാക്ക് ക്ലോസ്ഡ് ലൂപ്പ് ഉപയോഗിക്കുക എന്നതാണ്, അടച്ച ലൂപ്പിലെ നേട്ടം നഷ്ടത്തേക്കാൾ കൂടുതലാണെങ്കിൽ, സ്വയം-ഉത്തേജിത ആന്ദോളനം മൈക്രോവേവ് അല്ലെങ്കിൽ ലേസർ ഉത്പാദിപ്പിക്കും. അടച്ച ലൂപ്പിൻ്റെ ഉയർന്ന ഗുണമേന്മയുള്ള ഘടകം Q, ജനറേറ്റഡ് സിഗ്നൽ ഘട്ടം അല്ലെങ്കിൽ ഫ്രീക്വൻസി നോയ്സ് ചെറുതാണ്. ലൂപ്പിൻ്റെ ഗുണനിലവാര ഘടകം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന്, ലൂപ്പിൻ്റെ ദൈർഘ്യം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും പ്രചരണ നഷ്ടം കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുക എന്നതാണ് നേരിട്ടുള്ള മാർഗ്ഗം. എന്നിരുന്നാലും, ഒരു ദൈർഘ്യമേറിയ ലൂപ്പിന് സാധാരണയായി ആന്ദോളനത്തിൻ്റെ ഒന്നിലധികം മോഡുകൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ ഒരു ഇടുങ്ങിയ-ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് ഫിൽട്ടർ ചേർത്താൽ, ഒരു സിംഗിൾ-ഫ്രീക്വൻസി ലോ-നോയ്‌സ് മൈക്രോവേവ് ഓസിലേഷൻ സിഗ്നൽ ലഭിക്കും. ഈ ആശയത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒരു മൈക്രോവേവ് സിഗ്നൽ സ്രോതസ്സാണ് ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് കപ്പിൾഡ് ഓസിലേറ്റർ, ഇത് ഫൈബറിൻ്റെ ലോ പ്രൊപ്പഗേഷൻ ലോസ് സ്വഭാവസവിശേഷതകൾ പൂർണ്ണമായി ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു, ലൂപ്പ് ക്യൂ മൂല്യം മെച്ചപ്പെടുത്താൻ നീളമേറിയ ഫൈബർ ഉപയോഗിച്ച്, വളരെ കുറഞ്ഞ ഫേസ് നോയിസുള്ള ഒരു മൈക്രോവേവ് സിഗ്നൽ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. 1990-കളിൽ ഈ രീതി നിർദ്ദേശിച്ചതിനാൽ, ഇത്തരത്തിലുള്ള ഓസിലേറ്ററിന് വിപുലമായ ഗവേഷണവും ഗണ്യമായ വികസനവും ലഭിച്ചു, നിലവിൽ വാണിജ്യ ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് കപ്പിൾഡ് ഓസിലേറ്ററുകൾ ഉണ്ട്. അടുത്തകാലത്തായി, വിശാലമായ ശ്രേണിയിൽ ആവൃത്തി ക്രമീകരിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രിക് ഓസിലേറ്ററുകൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്. ഈ വാസ്തുവിദ്യയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള മൈക്രോവേവ് സിഗ്നൽ സ്രോതസ്സുകളുടെ പ്രധാന പ്രശ്നം, ലൂപ്പ് ദൈർഘ്യമേറിയതാണ്, അതിൻ്റെ ഫ്രീ ഫ്ലോ (FSR) ലെ ശബ്ദവും അതിൻ്റെ ഇരട്ട ആവൃത്തിയും ഗണ്യമായി വർദ്ധിക്കും. കൂടാതെ, ഫോട്ടോ ഇലക്‌ട്രിക് ഘടകങ്ങൾ കൂടുതലാണ്, ചെലവ് കൂടുതലാണ്, വോളിയം കുറയ്ക്കാൻ പ്രയാസമാണ്, ദൈർഘ്യമേറിയ ഫൈബർ പാരിസ്ഥിതിക അസ്വസ്ഥതകളോട് കൂടുതൽ സെൻസിറ്റീവ് ആണ്.

മൈക്രോവേവ് സിഗ്നലുകളുടെ ഫോട്ടോഇലക്ട്രോൺ ജനറേഷൻ്റെ നിരവധി രീതികളും അവയുടെ ഗുണങ്ങളും ദോഷങ്ങളും മുകളിൽ സംക്ഷിപ്തമായി അവതരിപ്പിക്കുന്നു. അവസാനമായി, മൈക്രോവേവ് ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് ഫോട്ടോ ഇലക്ട്രോണുകളുടെ ഉപയോഗത്തിന് മറ്റൊരു നേട്ടമുണ്ട്, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ വഴി ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ വളരെ കുറഞ്ഞ നഷ്ടത്തോടെ വിതരണം ചെയ്യാൻ കഴിയും, ഓരോ ടെർമിനലിലേക്കും ദീർഘദൂര സംപ്രേക്ഷണം നടത്തുകയും തുടർന്ന് മൈക്രോവേവ് സിഗ്നലുകളാക്കി മാറ്റുകയും വൈദ്യുതകാന്തികതയെ പ്രതിരോധിക്കാനുള്ള കഴിവുമാണ്. പരമ്പരാഗത ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങളേക്കാൾ ഇടപെടൽ ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെട്ടു.
ഈ ലേഖനം പ്രധാനമായും റഫറൻസിനു വേണ്ടിയുള്ളതാണ്, കൂടാതെ രചയിതാവിൻ്റെ സ്വന്തം ഗവേഷണ അനുഭവവും ഈ മേഖലയിലെ അനുഭവവും കൂടിച്ചേർന്ന്, കൃത്യതയില്ലാത്തതും മനസ്സിലാക്കാൻ കഴിയാത്തതുമാണ്, ദയവായി മനസ്സിലാക്കുക.