മൈക്രോവേവ് ഒപ്റ്റോ ഇലക്ട്രോണിക്സിലെ മൈക്രോവേവ് സിഗ്നൽ ജനറേഷന്റെ നിലവിലെ സാഹചര്യവും ഹോട്ട് സ്പോട്ടുകളും.

മൈക്രോവേവ് ഒപ്റ്റോ ഇലക്ട്രോണിക്സ്പേര് സൂചിപ്പിക്കുന്നത് പോലെ, മൈക്രോവേവിന്റെയുംഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക്സ്. മൈക്രോവേവുകളും പ്രകാശ തരംഗങ്ങളും വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളാണ്, ആവൃത്തികൾ പല ക്രമത്തിലും വ്യത്യസ്തമാണ്, കൂടാതെ അവയുടെ മേഖലകളിൽ വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത ഘടകങ്ങളും സാങ്കേതികവിദ്യകളും വളരെ വ്യത്യസ്തമാണ്. സംയോജിതമായി, നമുക്ക് പരസ്പരം പ്രയോജനപ്പെടുത്താം, പക്ഷേ യഥാക്രമം തിരിച്ചറിയാൻ പ്രയാസമുള്ള പുതിയ ആപ്ലിക്കേഷനുകളും സവിശേഷതകളും നമുക്ക് ലഭിക്കും.

ഒപ്റ്റിക്കൽ ആശയവിനിമയംമൈക്രോവേവുകളുടെയും ഫോട്ടോഇലക്ട്രോണുകളുടെയും സംയോജനത്തിന്റെ ഒരു പ്രധാന ഉദാഹരണമാണ്. ആദ്യകാല ടെലിഫോൺ, ടെലിഗ്രാഫ് വയർലെസ് ആശയവിനിമയങ്ങൾ, സിഗ്നലുകളുടെ ഉത്പാദനം, പ്രചരണം, സ്വീകരണം എന്നിവയെല്ലാം ഉപയോഗിച്ചിരുന്ന മൈക്രോവേവ് ഉപകരണങ്ങൾ. ഫ്രീക്വൻസി ശ്രേണി ചെറുതും ട്രാൻസ്മിഷനുള്ള ചാനൽ ശേഷി ചെറുതുമായതിനാൽ കുറഞ്ഞ ഫ്രീക്വൻസി വൈദ്യുതകാന്തിക തരംഗങ്ങളാണ് തുടക്കത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നത്. പ്രക്ഷേപണം ചെയ്യപ്പെടുന്ന സിഗ്നലിന്റെ ഫ്രീക്വൻസി വർദ്ധിപ്പിക്കുക എന്നതാണ് പരിഹാരം, ആവൃത്തി കൂടുന്തോറും കൂടുതൽ സ്പെക്ട്രം ഉറവിടങ്ങൾ. എന്നാൽ വായുവിലെ ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി സിഗ്നൽ പ്രചാരണ നഷ്ടം വലുതാണ്, പക്ഷേ തടസ്സങ്ങളാൽ എളുപ്പത്തിൽ തടയപ്പെടുകയും ചെയ്യും. കേബിൾ ഉപയോഗിക്കുകയാണെങ്കിൽ, കേബിളിന്റെ നഷ്ടം വലുതാണ്, ദീർഘദൂര പ്രക്ഷേപണം ഒരു പ്രശ്നമാണ്. ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ ആശയവിനിമയത്തിന്റെ ആവിർഭാവം ഈ പ്രശ്നങ്ങൾക്ക് നല്ലൊരു പരിഹാരമാണ്.ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർവളരെ കുറഞ്ഞ പ്രക്ഷേപണ നഷ്ടം ഉള്ളതും ദീർഘദൂരങ്ങളിലേക്ക് സിഗ്നലുകൾ കൈമാറുന്നതിനുള്ള മികച്ച കാരിയറുമാണ്. പ്രകാശ തരംഗങ്ങളുടെ ആവൃത്തി ശ്രേണി മൈക്രോവേവുകളേക്കാൾ വളരെ കൂടുതലാണ്, കൂടാതെ ഒരേസമയം നിരവധി വ്യത്യസ്ത ചാനലുകളെ പ്രക്ഷേപണം ചെയ്യാൻ കഴിയും. ഈ ഗുണങ്ങൾ കാരണംഒപ്റ്റിക്കൽ ട്രാൻസ്മിഷൻ, ഇന്നത്തെ വിവര കൈമാറ്റത്തിന്റെ നട്ടെല്ലായി ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ ആശയവിനിമയം മാറിയിരിക്കുന്നു.
ഒപ്റ്റിക്കൽ ആശയവിനിമയത്തിന് ഒരു നീണ്ട ചരിത്രമുണ്ട്, ഗവേഷണവും പ്രയോഗവും വളരെ വിപുലവും പക്വവുമാണ്, കൂടുതലൊന്നും പറയുന്നില്ല. ഒപ്റ്റിക്കൽ ആശയവിനിമയത്തിന് പുറമെ സമീപ വർഷങ്ങളിൽ മൈക്രോവേവ് ഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക്‌സിന്റെ പുതിയ ഗവേഷണ ഉള്ളടക്കത്തെയാണ് ഈ പ്രബന്ധം പ്രധാനമായും പരിചയപ്പെടുത്തുന്നത്. പരമ്പരാഗത മൈക്രോവേവ് ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് നേടാൻ പ്രയാസമുള്ള പ്രകടനവും പ്രയോഗവും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും നേടുന്നതിനും മൈക്രോവേവ് ഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക്‌സ് മേഖലയിലെ രീതികളും സാങ്കേതികവിദ്യകളും കാരിയറായി മൈക്രോവേവ് ഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക്‌സ് പ്രധാനമായും ഉപയോഗിക്കുന്നു. പ്രയോഗത്തിന്റെ വീക്ഷണകോണിൽ, അതിൽ പ്രധാനമായും ഇനിപ്പറയുന്ന മൂന്ന് വശങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു.
ആദ്യത്തേത്, എക്സ്-ബാൻഡ് മുതൽ THz ബാൻഡ് വരെ ഉയർന്ന പ്രകടനവും കുറഞ്ഞ ശബ്ദവുമുള്ള മൈക്രോവേവ് സിഗ്നലുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് ഒപ്റ്റോ ഇലക്ട്രോണിക്സിന്റെ ഉപയോഗമാണ്.
രണ്ടാമതായി, മൈക്രോവേവ് സിഗ്നൽ പ്രോസസ്സിംഗ്. കാലതാമസം, ഫിൽട്ടറിംഗ്, ഫ്രീക്വൻസി കൺവേർഷൻ, റിസീവിംഗ് തുടങ്ങിയവ ഇതിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു.
മൂന്നാമതായി, അനലോഗ് സിഗ്നലുകളുടെ സംപ്രേഷണം.

ഈ ലേഖനത്തിൽ, രചയിതാവ് ആദ്യ ഭാഗമായ മൈക്രോവേവ് സിഗ്നലിന്റെ ഉത്പാദനം മാത്രമേ പരിചയപ്പെടുത്തുന്നുള്ളൂ. പരമ്പരാഗത മൈക്രോവേവ് മില്ലിമീറ്റർ തരംഗം പ്രധാനമായും iii_V മൈക്രോഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങളാണ് സൃഷ്ടിക്കുന്നത്. അതിന്റെ പരിമിതികളിൽ ഇനിപ്പറയുന്ന പോയിന്റുകൾ ഉണ്ട്: ഒന്നാമതായി, മുകളിലുള്ള 100GHz പോലുള്ള ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസികൾക്ക്, പരമ്പരാഗത മൈക്രോഇലക്ട്രോണിക്സിന് കുറഞ്ഞതോതിൽ വൈദ്യുതി ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയും, ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി THz സിഗ്നലിന്, അവയ്ക്ക് ഒന്നും ചെയ്യാൻ കഴിയില്ല. രണ്ടാമതായി, ഫേസ് നോയ്‌സ് കുറയ്ക്കുന്നതിനും ഫ്രീക്വൻസി സ്ഥിരത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും, യഥാർത്ഥ ഉപകരണം വളരെ താഴ്ന്ന താപനിലയുള്ള അന്തരീക്ഷത്തിൽ സ്ഥാപിക്കേണ്ടതുണ്ട്. മൂന്നാമതായി, വിശാലമായ ശ്രേണിയിലുള്ള ഫ്രീക്വൻസി മോഡുലേഷൻ ഫ്രീക്വൻസി പരിവർത്തനം കൈവരിക്കുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. ഈ പ്രശ്നങ്ങൾ പരിഹരിക്കുന്നതിന്, ഒപ്റ്റോഇലക്ട്രോണിക് സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് ഒരു പങ്കു വഹിക്കാൻ കഴിയും. പ്രധാന രീതികൾ ചുവടെ വിവരിച്ചിരിക്കുന്നു.

1. ചിത്രം 1-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ, രണ്ട് വ്യത്യസ്ത ഫ്രീക്വൻസി ലേസർ സിഗ്നലുകളുടെ വ്യത്യാസ ഫ്രീക്വൻസിയിലൂടെ, മൈക്രോവേവ് സിഗ്നലുകളെ പരിവർത്തനം ചെയ്യാൻ ഒരു ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർ ഉപയോഗിക്കുന്നു.

ചിത്രം 1. രണ്ടിന്റെ ആവൃത്തി വ്യത്യാസത്താൽ സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്ന മൈക്രോവേവുകളുടെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം.ലേസറുകൾ.

ഈ രീതിയുടെ ഗുണങ്ങൾ ലളിതമായ ഘടനയാണ്, വളരെ ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി മില്ലിമീറ്റർ തരംഗവും THz ഫ്രീക്വൻസി സിഗ്നലും സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ ലേസറിന്റെ ഫ്രീക്വൻസി ക്രമീകരിക്കുന്നതിലൂടെ ഒരു വലിയ ശ്രേണിയിലുള്ള ഫാസ്റ്റ് ഫ്രീക്വൻസി പരിവർത്തനം, സ്വീപ്പ് ഫ്രീക്വൻസി എന്നിവ നടത്താൻ കഴിയും. രണ്ട് ബന്ധമില്ലാത്ത ലേസർ സിഗ്നലുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്ന ഡിഫറൻസ് ഫ്രീക്വൻസി സിഗ്നലിന്റെ ലൈൻവിഡ്ത്ത് അല്ലെങ്കിൽ ഫേസ് നോയ്‌സ് താരതമ്യേന വലുതാണ്, ഫ്രീക്വൻസി സ്ഥിരത ഉയർന്നതല്ല എന്നതാണ് പോരായ്മ, പ്രത്യേകിച്ച് ചെറിയ വോളിയമുള്ളതും എന്നാൽ വലിയ ലൈൻവിഡ്ത്ത് (~MHz) ഉള്ളതുമായ ഒരു സെമികണ്ടക്ടർ ലേസർ ഉപയോഗിക്കുകയാണെങ്കിൽ. സിസ്റ്റം വെയ്റ്റ് വോളിയം ആവശ്യകതകൾ ഉയർന്നതല്ലെങ്കിൽ, നിങ്ങൾക്ക് കുറഞ്ഞ നോയ്‌സ് (~kHz) സോളിഡ്-സ്റ്റേറ്റ് ലേസറുകൾ ഉപയോഗിക്കാം,ഫൈബർ ലേസറുകൾ, ബാഹ്യ അറസെമികണ്ടക്ടർ ലേസറുകൾ, മുതലായവ കൂടാതെ, ഒരേ ലേസർ അറയിൽ സൃഷ്ടിക്കുന്ന ലേസർ സിഗ്നലുകളുടെ രണ്ട് വ്യത്യസ്ത മോഡുകൾ ഒരു വ്യത്യാസ ആവൃത്തി സൃഷ്ടിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാം, അങ്ങനെ മൈക്രോവേവ് ഫ്രീക്വൻസി സ്ഥിരത പ്രകടനം വളരെയധികം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.

2. മുൻ രീതിയിലുള്ള രണ്ട് ലേസറുകളും പൊരുത്തമില്ലാത്തതും സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്ന സിഗ്നൽ ഫേസ് നോയ്‌സ് വളരെ വലുതുമാണെന്ന പ്രശ്നം പരിഹരിക്കുന്നതിന്, ഇഞ്ചക്ഷൻ ഫ്രീക്വൻസി ലോക്കിംഗ് ഫേസ് ലോക്കിംഗ് രീതി അല്ലെങ്കിൽ നെഗറ്റീവ് ഫീഡ്‌ബാക്ക് ഫേസ് ലോക്കിംഗ് സർക്യൂട്ട് വഴി രണ്ട് ലേസറുകൾക്കിടയിലുള്ള കോഹറൻസ് ലഭിക്കും. മൈക്രോവേവ് ഗുണിതങ്ങൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് ഇഞ്ചക്ഷൻ ലോക്കിംഗിന്റെ ഒരു സാധാരണ പ്രയോഗം ചിത്രം 2 കാണിക്കുന്നു (ചിത്രം 2). ഒരു സെമികണ്ടക്ടർ ലേസറിലേക്ക് ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി കറന്റ് സിഗ്നലുകൾ നേരിട്ട് കുത്തിവയ്ക്കുന്നതിലൂടെയോ അല്ലെങ്കിൽ ഒരു LinBO3-ഫേസ് മോഡുലേറ്റർ ഉപയോഗിച്ചോ, തുല്യ ഫ്രീക്വൻസി സ്‌പെയ്‌സിംഗുള്ള വ്യത്യസ്ത ഫ്രീക്വൻസികളുടെ ഒന്നിലധികം ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലുകൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും, അല്ലെങ്കിൽ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി കോമ്പുകൾ. തീർച്ചയായും, ഒരു വൈഡ് സ്പെക്ട്രം ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി കോമ്പ് ലഭിക്കുന്നതിന് സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന രീതി മോഡ്-ലോക്ക് ചെയ്ത ലേസർ ഉപയോഗിക്കുക എന്നതാണ്. ജനറേറ്റ് ചെയ്ത ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി കോമ്പിലെ ഏതെങ്കിലും രണ്ട് കോമ്പ് സിഗ്നലുകൾ ഫിൽട്ടർ ചെയ്തുകൊണ്ട് തിരഞ്ഞെടുത്ത് യഥാക്രമം ലേസർ 1, 2 എന്നിവയിലേക്ക് കുത്തിവയ്ക്കുന്നു, ഇത് യഥാക്രമം ഫ്രീക്വൻസിയും ഫേസ് ലോക്കിംഗും മനസ്സിലാക്കുന്നു. ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി ചീപ്പിന്റെ വ്യത്യസ്ത ചീപ്പ് സിഗ്നലുകൾക്കിടയിലുള്ള ഘട്ടം താരതമ്യേന സ്ഥിരതയുള്ളതിനാൽ, രണ്ട് ലേസറുകൾക്കിടയിലുള്ള ആപേക്ഷിക ഘട്ടം സ്ഥിരതയുള്ളതാണ്, തുടർന്ന് മുമ്പ് വിവരിച്ചതുപോലെ വ്യത്യാസ ആവൃത്തി രീതി ഉപയോഗിച്ച്, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി ചീപ്പ് ആവർത്തന നിരക്കിന്റെ മൾട്ടി-ഫോൾഡ് ഫ്രീക്വൻസി മൈക്രോവേവ് സിഗ്നൽ ലഭിക്കും.

ചിത്രം 2. ഇഞ്ചക്ഷൻ ഫ്രീക്വൻസി ലോക്കിംഗ് വഴി സൃഷ്ടിക്കപ്പെടുന്ന മൈക്രോവേവ് ഫ്രീക്വൻസി ഇരട്ടിപ്പിക്കൽ സിഗ്നലിന്റെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം.
രണ്ട് ലേസറുകളുടെയും ആപേക്ഷിക ഫേസ് നോയ്‌സ് കുറയ്ക്കുന്നതിനുള്ള മറ്റൊരു മാർഗം ചിത്രം 3 ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ ഒരു നെഗറ്റീവ് ഫീഡ്‌ബാക്ക് ഒപ്റ്റിക്കൽ പി‌എൽ‌എൽ ഉപയോഗിക്കുക എന്നതാണ്.

ചിത്രം 3. OPL ന്റെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം.

ഇലക്ട്രോണിക്സ് മേഖലയിലെ ഒപ്റ്റിക്കൽ പിഎൽഎല്ലിന്റെ തത്വം പിഎൽഎല്ലിന്റേതിന് സമാനമാണ്. രണ്ട് ലേസറുകളുടെയും ഫേസ് വ്യത്യാസം ഒരു ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർ (ഒരു ഫേസ് ഡിറ്റക്ടറിന് തുല്യം) ഉപയോഗിച്ച് ഒരു ഇലക്ട്രിക്കൽ സിഗ്നലായി പരിവർത്തനം ചെയ്യുന്നു, തുടർന്ന് രണ്ട് ലേസറുകൾ തമ്മിലുള്ള ഫേസ് വ്യത്യാസം ഒരു റഫറൻസ് മൈക്രോവേവ് സിഗ്നൽ ഉറവിടം ഉപയോഗിച്ച് ഒരു വ്യത്യാസ ഫ്രീക്വൻസി ഉണ്ടാക്കുന്നതിലൂടെ ലഭിക്കും, അത് ആംപ്ലിഫൈ ചെയ്ത് ഫിൽട്ടർ ചെയ്ത് ലേസറുകളിൽ ഒന്നിന്റെ ഫ്രീക്വൻസി കൺട്രോൾ യൂണിറ്റിലേക്ക് തിരികെ നൽകുന്നു (സെമിണ്ടക്ടർ ലേസറുകൾക്ക്, ഇത് ഇഞ്ചക്ഷൻ കറന്റാണ്). അത്തരമൊരു നെഗറ്റീവ് ഫീഡ്‌ബാക്ക് കൺട്രോൾ ലൂപ്പിലൂടെ, രണ്ട് ലേസർ സിഗ്നലുകൾക്കിടയിലുള്ള ആപേക്ഷിക ഫ്രീക്വൻസി ഘട്ടം റഫറൻസ് മൈക്രോവേവ് സിഗ്നലിലേക്ക് ലോക്ക് ചെയ്യപ്പെടുന്നു. സംയോജിത ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നലിനെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബറുകളിലൂടെ മറ്റെവിടെയെങ്കിലും ഒരു ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടറിലേക്ക് കൈമാറാനും മൈക്രോവേവ് സിഗ്നലായി പരിവർത്തനം ചെയ്യാനും കഴിയും. മൈക്രോവേവ് സിഗ്നലിന്റെ ഫലമായുണ്ടാകുന്ന ഫേസ് നോയ്‌സ് ഫേസ്-ലോക്ക് ചെയ്ത നെഗറ്റീവ് ഫീഡ്‌ബാക്ക് ലൂപ്പിന്റെ ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്തിനുള്ളിലെ റഫറൻസ് സിഗ്നലിന്റേതിന് ഏതാണ്ട് തുല്യമാണ്. ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്തിന് പുറത്തുള്ള ഫേസ് നോയ്‌സ് യഥാർത്ഥ രണ്ട് ബന്ധമില്ലാത്ത ലേസറുകളുടെ ആപേക്ഷിക ഫേസ് നോയ്‌സിന് തുല്യമാണ്.
കൂടാതെ, റഫറൻസ് മൈക്രോവേവ് സിഗ്നൽ സ്രോതസ്സിനെ മറ്റ് സിഗ്നൽ സ്രോതസ്സുകൾക്ക് ഫ്രീക്വൻസി ഡബിളിംഗ്, ഡിവിസർ ഫ്രീക്വൻസി അല്ലെങ്കിൽ മറ്റ് ഫ്രീക്വൻസി പ്രോസസ്സിംഗ് വഴി പരിവർത്തനം ചെയ്യാൻ കഴിയും, അങ്ങനെ താഴ്ന്ന ഫ്രീക്വൻസി മൈക്രോവേവ് സിഗ്നലിനെ മൾട്ടിഡബിൾ ചെയ്യാനോ ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി RF, THz സിഗ്നലുകളാക്കി മാറ്റാനോ കഴിയും.
ഇഞ്ചക്ഷൻ ഫ്രീക്വൻസി ലോക്കിംഗുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ ഫ്രീക്വൻസി ഡബിളിംഗ് മാത്രമേ ലഭിക്കൂ, ഫേസ്-ലോക്ക്ഡ് ലൂപ്പുകൾ കൂടുതൽ വഴക്കമുള്ളവയാണ്, ഏതാണ്ട് ഏകപക്ഷീയമായ ആവൃത്തികൾ സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും, തീർച്ചയായും കൂടുതൽ സങ്കീർണ്ണവുമാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, ചിത്രം 2-ലെ ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് മോഡുലേറ്റർ സൃഷ്ടിക്കുന്ന ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി കോമ്പ് പ്രകാശ സ്രോതസ്സായി ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫേസ്-ലോക്ക്ഡ് ലൂപ്പ് രണ്ട് ലേസറുകളുടെ ഫ്രീക്വൻസി രണ്ട് ഒപ്റ്റിക്കൽ കോമ്പ് സിഗ്നലുകളിലേക്ക് തിരഞ്ഞെടുത്ത് ലോക്ക് ചെയ്യാൻ ഉപയോഗിക്കുന്നു, തുടർന്ന് ചിത്രം 4-ൽ കാണിച്ചിരിക്കുന്നതുപോലെ ഡിഫറൻസ് ഫ്രീക്വൻസിയിലൂടെ ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി സിഗ്നലുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു. f1 ഉം f2 ഉം യഥാക്രമം രണ്ട് PLLS-ന്റെ റഫറൻസ് സിഗ്നൽ ഫ്രീക്വൻസികളാണ്, കൂടാതെ രണ്ട് ലേസറുകൾ തമ്മിലുള്ള വ്യത്യാസ ഫ്രീക്വൻസി ഉപയോഗിച്ച് N*frep+f1+f2 ന്റെ ഒരു മൈക്രോവേവ് സിഗ്നൽ സൃഷ്ടിക്കാൻ കഴിയും.

ചിത്രം 4. ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫ്രീക്വൻസി കോമ്പുകളും PLLS-ഉം ഉപയോഗിച്ച് അനിയന്ത്രിതമായ ഫ്രീക്വൻസികൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന്റെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം.

3. ഒപ്റ്റിക്കൽ പൾസ് സിഗ്നലിനെ മൈക്രോവേവ് സിഗ്നലാക്കി മാറ്റാൻ മോഡ്-ലോക്ക്ഡ് പൾസ് ലേസർ ഉപയോഗിക്കുക.ഫോട്ടോഡിറ്റക്ടർ.

ഈ രീതിയുടെ പ്രധാന നേട്ടം, വളരെ നല്ല ഫ്രീക്വൻസി സ്ഥിരതയും വളരെ കുറഞ്ഞ ഫേസ് നോയ്‌സും ഉള്ള ഒരു സിഗ്നൽ ലഭിക്കും എന്നതാണ്. ലേസറിന്റെ ഫ്രീക്വൻസി വളരെ സ്ഥിരതയുള്ള ഒരു ആറ്റോമിക്, മോളിക്യുലാർ ട്രാൻസിഷൻ സ്പെക്ട്രത്തിലേക്കോ, അല്ലെങ്കിൽ വളരെ സ്ഥിരതയുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ കാവിറ്റിയിലേക്കോ ലോക്ക് ചെയ്യുന്നതിലൂടെയും, സ്വയം ഇരട്ടിപ്പിക്കുന്ന ഫ്രീക്വൻസി എലിമിനേഷൻ സിസ്റ്റം ഫ്രീക്വൻസി ഷിഫ്റ്റും മറ്റ് സാങ്കേതികവിദ്യകളും ഉപയോഗിക്കുന്നതിലൂടെയും, വളരെ സ്ഥിരതയുള്ള ആവർത്തന ഫ്രീക്വൻസിയുള്ള വളരെ സ്ഥിരതയുള്ള ഒപ്റ്റിക്കൽ പൾസ് സിഗ്നൽ നമുക്ക് ലഭിക്കും, അങ്ങനെ അൾട്രാ-ലോ ഫേസ് നോയ്‌സുള്ള ഒരു മൈക്രോവേവ് സിഗ്നൽ ലഭിക്കും. ചിത്രം 5.

ചിത്രം 5. വ്യത്യസ്ത സിഗ്നൽ സ്രോതസ്സുകളുടെ ആപേക്ഷിക ഘട്ട ശബ്ദത്തിന്റെ താരതമ്യം.

എന്നിരുന്നാലും, പൾസ് ആവർത്തന നിരക്ക് ലേസറിന്റെ അറയുടെ നീളത്തിന് വിപരീത അനുപാതത്തിലായതിനാലും, പരമ്പരാഗത മോഡ്-ലോക്ക്ഡ് ലേസർ വലുതായതിനാലും, ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി മൈക്രോവേവ് സിഗ്നലുകൾ നേരിട്ട് ലഭിക്കുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. കൂടാതെ, പരമ്പരാഗത പൾസ്ഡ് ലേസറുകളുടെ വലുപ്പം, ഭാരം, ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം, അതുപോലെ തന്നെ കഠിനമായ പാരിസ്ഥിതിക ആവശ്യകതകൾ എന്നിവയും അവയുടെ പ്രധാനമായും ലബോറട്ടറി ആപ്ലിക്കേഷനുകളെ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു. ഈ ബുദ്ധിമുട്ടുകൾ മറികടക്കാൻ, വളരെ ചെറുതും ഉയർന്ന നിലവാരമുള്ളതുമായ ചിർപ്പ് മോഡ് ഒപ്റ്റിക്കൽ അറകളിൽ ഫ്രീക്വൻസി-സ്റ്റേബിൾ ഒപ്റ്റിക്കൽ കോമ്പുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിന് നോൺ-ലീനിയർ ഇഫക്റ്റുകൾ ഉപയോഗിച്ച് യുണൈറ്റഡ് സ്റ്റേറ്റ്സിലും ജർമ്മനിയിലും അടുത്തിടെ ഗവേഷണം ആരംഭിച്ചു, ഇത് ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി കുറഞ്ഞ ശബ്ദ മൈക്രോവേവ് സിഗ്നലുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

4. ഒപ്‌റ്റോ ഇലക്ട്രോണിക് ഓസിലേറ്റർ, ചിത്രം 6.

ചിത്രം 6. ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് കപ്പിൾഡ് ഓസിലേറ്ററിന്റെ സ്കീമാറ്റിക് ഡയഗ്രം.

മൈക്രോവേവുകളോ ലേസറുകളോ സൃഷ്ടിക്കുന്നതിനുള്ള പരമ്പരാഗത രീതികളിൽ ഒന്ന് സ്വയം-ഫീഡ്‌ബാക്ക് ക്ലോസ്ഡ് ലൂപ്പ് ഉപയോഗിക്കുക എന്നതാണ്, ക്ലോസ്ഡ് ലൂപ്പിലെ നേട്ടം നഷ്ടത്തേക്കാൾ കൂടുതലാണെങ്കിൽ, സ്വയം-ഉത്തേജിത ആന്ദോളനത്തിന് മൈക്രോവേവുകളോ ലേസറുകളോ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. ക്ലോസ്ഡ് ലൂപ്പിന്റെ ഗുണനിലവാര ഘടകം Q കൂടുന്തോറും ജനറേറ്റ് ചെയ്യപ്പെടുന്ന സിഗ്നൽ ഘട്ടം അല്ലെങ്കിൽ ഫ്രീക്വൻസി ശബ്ദം കുറയും. ലൂപ്പിന്റെ ഗുണനിലവാര ഘടകം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിന്, നേരിട്ടുള്ള മാർഗം ലൂപ്പ് നീളം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും പ്രചാരണ നഷ്ടം കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുക എന്നതാണ്. എന്നിരുന്നാലും, ഒരു ദൈർഘ്യമേറിയ ലൂപ്പിന് സാധാരണയായി ഒന്നിലധികം ആന്ദോളന മോഡുകളുടെ ഉത്പാദനത്തെ പിന്തുണയ്ക്കാൻ കഴിയും, കൂടാതെ ഒരു നാരോ-ബാൻഡ്‌വിഡ്ത്ത് ഫിൽട്ടർ ചേർത്താൽ, ഒരു സിംഗിൾ-ഫ്രീക്വൻസി കുറഞ്ഞ ശബ്ദ മൈക്രോവേവ് ആന്ദോളന സിഗ്നൽ ലഭിക്കും. ഈ ആശയത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒരു മൈക്രോവേവ് സിഗ്നൽ ഉറവിടമാണ് ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് കപ്പിൾഡ് ഓസിലേറ്റർ, ഇത് ഫൈബറിന്റെ കുറഞ്ഞ പ്രചാരണ നഷ്ട സവിശേഷതകൾ പൂർണ്ണമായും ഉപയോഗപ്പെടുത്തുന്നു, ലൂപ്പ് Q മൂല്യം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് നീളമുള്ള ഫൈബർ ഉപയോഗിച്ച്, വളരെ കുറഞ്ഞ ഘട്ട ശബ്ദമുള്ള ഒരു മൈക്രോവേവ് സിഗ്നൽ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. 1990 കളിൽ ഈ രീതി നിർദ്ദേശിച്ചതു മുതൽ, ഈ തരത്തിലുള്ള ഓസിലേറ്ററിന് വിപുലമായ ഗവേഷണവും ഗണ്യമായ വികസനവും ലഭിച്ചു, നിലവിൽ വാണിജ്യ ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് കപ്പിൾഡ് ഓസിലേറ്ററുകൾ ഉണ്ട്. അടുത്തിടെ, വിശാലമായ ശ്രേണിയിൽ ആവൃത്തികൾ ക്രമീകരിക്കാൻ കഴിയുന്ന ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് ഓസിലേറ്ററുകൾ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്. ഈ ആർക്കിടെക്ചറിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള മൈക്രോവേവ് സിഗ്നൽ സ്രോതസ്സുകളുടെ പ്രധാന പ്രശ്നം ലൂപ്പ് നീളമുള്ളതാണെന്നും അതിന്റെ സ്വതന്ത്ര പ്രവാഹത്തിലെ (FSR) ശബ്ദവും അതിന്റെ ഇരട്ട ആവൃത്തിയും ഗണ്യമായി വർദ്ധിക്കുമെന്നും ആണ്. കൂടാതെ, ഉപയോഗിക്കുന്ന ഫോട്ടോഇലക്ട്രിക് ഘടകങ്ങൾ കൂടുതലാണ്, ചെലവ് കൂടുതലാണ്, വോളിയം കുറയ്ക്കാൻ പ്രയാസമാണ്, കൂടാതെ നീളമുള്ള ഫൈബർ പരിസ്ഥിതി അസ്വസ്ഥതകൾക്ക് കൂടുതൽ സെൻസിറ്റീവ് ആണ്.

മുകളിൽ കൊടുത്തിരിക്കുന്നത് മൈക്രോവേവ് സിഗ്നലുകളുടെ ഫോട്ടോഇലക്ട്രോൺ ഉത്പാദനത്തിന്റെ നിരവധി രീതികളെയും അവയുടെ ഗുണങ്ങളെയും ദോഷങ്ങളെയും സംക്ഷിപ്തമായി പരിചയപ്പെടുത്തുന്നു. അവസാനമായി, മൈക്രോവേവ് ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്നതിന് ഫോട്ടോഇലക്ട്രോണുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന്റെ മറ്റൊരു നേട്ടം, ഒപ്റ്റിക്കൽ സിഗ്നൽ വളരെ കുറഞ്ഞ നഷ്ടത്തോടെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബറിലൂടെ വിതരണം ചെയ്യാൻ കഴിയും, ഓരോ ഉപയോഗ ടെർമിനലിലേക്കും ദീർഘദൂര സംപ്രേഷണം നടത്തുകയും പിന്നീട് മൈക്രോവേവ് സിഗ്നലുകളായി പരിവർത്തനം ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു, കൂടാതെ പരമ്പരാഗത ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങളേക്കാൾ വൈദ്യുതകാന്തിക ഇടപെടലിനെ ചെറുക്കാനുള്ള കഴിവ് ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്തിയിട്ടുണ്ട്.
ഈ ലേഖനം എഴുതിയത് പ്രധാനമായും റഫറൻസിനായി മാത്രമാണ്, കൂടാതെ രചയിതാവിന്റെ സ്വന്തം ഗവേഷണ പരിചയവും ഈ മേഖലയിലെ അനുഭവവും കൂടിച്ചേർന്നാൽ, കൃത്യതയില്ലായ്മയും മനസ്സിലാക്കാൻ കഴിയാത്ത അവസ്ഥയും ഉണ്ടെന്ന് ദയവായി മനസ്സിലാക്കുക.