അൾട്രാ-ഹൈ ആവർത്തന നിരക്ക് പൾസ്ഡ് ലേസർ

അൾട്രാ-ഹൈ ആവർത്തന നിരക്ക് പൾസ്ഡ് ലേസർ

പ്രകാശവും ദ്രവ്യവും തമ്മിലുള്ള പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിന്റെ സൂക്ഷ്മ ലോകത്ത്, അൾട്രാ-ഹൈ ആവർത്തന നിരക്ക് പൾസുകൾ (UHRP-കൾ) സമയത്തിന്റെ കൃത്യമായ ഭരണാധികാരികളായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു - അവ സെക്കൻഡിൽ ഒരു ബില്യൺ തവണയിൽ കൂടുതൽ (1GHz) ആന്ദോളനം ചെയ്യുന്നു, സ്പെക്ട്രൽ ഇമേജിംഗിൽ കാൻസർ കോശങ്ങളുടെ തന്മാത്രാ വിരലടയാളങ്ങൾ പിടിച്ചെടുക്കുന്നു, ഒപ്റ്റിക്കൽ ഫൈബർ ആശയവിനിമയത്തിൽ വൻതോതിലുള്ള ഡാറ്റ വഹിക്കുന്നു, ദൂരദർശിനികളിൽ നക്ഷത്രങ്ങളുടെ തരംഗദൈർഘ്യ കോർഡിനേറ്റുകളെ കാലിബ്രേറ്റ് ചെയ്യുന്നു. പ്രത്യേകിച്ച് ലിഡാറിന്റെ കണ്ടെത്തൽ അളവിന്റെ കുതിപ്പിൽ, ടെറാഹെർട്സ് അൾട്രാ-ഹൈ ആവർത്തന നിരക്ക് പൾസ്ഡ് ലേസറുകൾ (100-300 GHz) ഇടപെടൽ പാളിയിലേക്ക് തുളച്ചുകയറുന്നതിനുള്ള ശക്തമായ ഉപകരണങ്ങളായി മാറുകയാണ്, ഫോട്ടോൺ തലത്തിൽ സ്പേഷ്യോടെമ്പറൽ കൃത്രിമത്വ ശക്തി ഉപയോഗിച്ച് ത്രിമാന ധാരണയുടെ അതിരുകൾ പുനർനിർമ്മിക്കുന്നു. നിലവിൽ, ഫോർ-വേവ് മിക്സിംഗ് (FWM) സൃഷ്ടിക്കാൻ നാനോസ്കെയിൽ പ്രോസസ്സിംഗ് കൃത്യത ആവശ്യമുള്ള മൈക്രോ-റിംഗ് കാവിറ്റികൾ പോലുള്ള കൃത്രിമ മൈക്രോസ്ട്രക്ചറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നത് അൾട്രാ-ഹൈ ആവർത്തന നിരക്ക് ഒപ്റ്റിക്കൽ പൾസുകൾ ലഭിക്കുന്നതിനുള്ള പ്രധാന രീതികളിൽ ഒന്നാണ്. അൾട്രാ-ഫൈൻ ഘടനകളുടെ പ്രോസസ്സിംഗിലെ എഞ്ചിനീയറിംഗ് പ്രശ്നങ്ങൾ, പൾസ് ഇനീഷ്യേഷൻ സമയത്ത് ഫ്രീക്വൻസി ട്യൂണിംഗ് പ്രശ്നം, പൾസ് ജനറേഷന് ശേഷമുള്ള പരിവർത്തന കാര്യക്ഷമത പ്രശ്നം എന്നിവ പരിഹരിക്കുന്നതിൽ ശാസ്ത്രജ്ഞർ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു. മറ്റൊരു സമീപനം ഉയർന്ന നോൺ-ലീനിയർ ഫൈബറുകൾ ഉപയോഗിക്കുകയും UHRP-കളെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നതിന് ലേസർ കാവിറ്റിക്കുള്ളിലെ മോഡുലേഷൻ സ്റ്റെബിലൈസ് ഇഫക്റ്റ് അല്ലെങ്കിൽ FWM ഇഫക്റ്റ് ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്യുക എന്നതാണ്. ഇതുവരെ, നമുക്ക് കൂടുതൽ വൈദഗ്ധ്യമുള്ള ഒരു "ടൈം ഷേപ്പർ" ആവശ്യമാണ്.

ഡിസിപേറ്റീവ് എഫ്‌ഡബ്ല്യുഎം ഇഫക്റ്റിനെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നതിനായി അൾട്രാഫാസ്റ്റ് പൾസുകൾ കുത്തിവച്ച് യുഎച്ച്ആർപി സൃഷ്ടിക്കുന്ന പ്രക്രിയയെ "അൾട്രാഫാസ്റ്റ് ഇഗ്നിഷൻ" എന്ന് വിശേഷിപ്പിക്കുന്നു. തുടർച്ചയായ പമ്പിംഗ്, പൾസ് ജനറേഷൻ നിയന്ത്രിക്കുന്നതിന് ഡിറ്റ്യൂണിംഗിന്റെ കൃത്യമായ ക്രമീകരണം, എഫ്‌ഡബ്ല്യുഎം പരിധി കുറയ്ക്കുന്നതിന് ഉയർന്ന നോൺലീനിയർ മീഡിയയുടെ ഉപയോഗം എന്നിവ ആവശ്യമുള്ള മുകളിൽ സൂചിപ്പിച്ച കൃത്രിമ മൈക്രോറിംഗ് കാവിറ്റി സ്കീമിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമായി, ഈ "ഇഗ്നിഷൻ" എഫ്‌ഡബ്ല്യുഎമ്മിനെ നേരിട്ട് ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നതിന് അൾട്രാഫാസ്റ്റ് പൾസുകളുടെ പീക്ക് പവർ സവിശേഷതകളെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ "ഇഗ്നിഷൻ ഓഫ്" ചെയ്ത ശേഷം, സ്വയം-സുസ്ഥിരമായ യുഎച്ച്ആർപി കൈവരിക്കുന്നു.

ഡിസിപ്പേറ്റീവ് ഫൈബർ റിംഗ് കാവിറ്റികളുടെ അൾട്രാഫാസ്റ്റ് സീഡ് പൾസ് എക്‌സിറ്റേഷനെ അടിസ്ഥാനമാക്കി പൾസ് സെൽഫ്-ഓർഗനൈസേഷൻ നേടുന്നതിനുള്ള പ്രധാന സംവിധാനം ചിത്രം 1 ചിത്രീകരിക്കുന്നു. ബാഹ്യമായി കുത്തിവച്ച അൾട്രാഷോർട്ട് സീഡ് പൾസ് (പീരിയഡ് T0, ആവർത്തന ഫ്രീക്വൻസി F) ഡിസിപ്പേഷൻ കാവിറ്റിക്കുള്ളിൽ ഒരു ഉയർന്ന പവർ പൾസ് ഫീൽഡിനെ ഉത്തേജിപ്പിക്കുന്നതിനുള്ള "ഇഗ്നിഷൻ സ്രോതസ്സ്" ആയി പ്രവർത്തിക്കുന്നു. ടൈം-ഫ്രീക്വൻസി ഡൊമെയ്‌നിലെ സംയുക്ത നിയന്ത്രണത്തിലൂടെ വിത്ത് പൾസ് ഊർജ്ജത്തെ ഒരു കോമ്പ് ആകൃതിയിലുള്ള സ്പെക്ട്രൽ പ്രതികരണമാക്കി മാറ്റുന്നതിന് ഇൻട്രാ സെല്ലുലാർ ഗെയിൻ മൊഡ്യൂൾ സ്പെക്ട്രൽ ഷേപ്പറുമായി സിനർജിയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. പരമ്പരാഗത തുടർച്ചയായ പമ്പിംഗിന്റെ പരിമിതികളെ ഈ പ്രക്രിയ ഭേദിക്കുന്നു: ഡിസിപ്പേഷൻ FWM ത്രെഷോൾഡിൽ എത്തുമ്പോൾ വിത്ത് പൾസ് ഓഫാകും, കൂടാതെ ഡിസിപ്പേഷൻ കാവിറ്റി നേട്ടത്തിന്റെയും നഷ്ടത്തിന്റെയും ചലനാത്മക സന്തുലിതാവസ്ഥയിലൂടെ പൾസിന്റെ സ്വയം-ഓർഗനൈസിംഗ് അവസ്ഥ നിലനിർത്തുന്നു, പൾസ് ആവർത്തന ഫ്രീക്വൻസി FS ആണ് (അറയുടെ ആന്തരിക ഫ്രീക്വൻസി FF, പീരിയഡ് T എന്നിവയ്ക്ക് അനുസൃതമായി).

ഈ പഠനം സൈദ്ധാന്തിക പരിശോധനയും നടത്തി. പരീക്ഷണ സജ്ജീകരണത്തിൽ സ്വീകരിച്ച പാരാമീറ്ററുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി, 1ps ഉപയോഗിച്ച്അൾട്രാ ഫാസ്റ്റ് പൾസ് ലേസർപ്രാരംഭ ഫീൽഡ് എന്ന നിലയിൽ, പൾസിന്റെ സമയ ഡൊമെയ്‌നിന്റെയും ലേസർ അറയ്ക്കുള്ളിലെ ആവൃത്തിയുടെയും പരിണാമ പ്രക്രിയയിൽ സംഖ്യാ സിമുലേഷൻ നടത്തി. പൾസ് മൂന്ന് ഘട്ടങ്ങളിലൂടെ കടന്നുപോയതായി കണ്ടെത്തി: പൾസ് വിഭജനം, പൾസ് ആനുകാലിക ആന്ദോളനം, മുഴുവൻ ലേസർ അറയിലുടനീളമുള്ള പൾസ് ഏകീകൃത വിതരണം. ഈ സംഖ്യാ ഫലം സ്വയം-ക്രമീകരണ സവിശേഷതകളെ പൂർണ്ണമായി പരിശോധിക്കുന്നു.പൾസ് ലേസർ.

അൾട്രാഫാസ്റ്റ് സീഡ് പൾസ് ഇഗ്നിഷൻ വഴി ഡിസിപേറ്റീവ് ഫൈബർ റിംഗ് കാവിറ്റിയിൽ ഫോർ-വേവ് മിക്സിംഗ് ഇഫക്റ്റ് ട്രിഗർ ചെയ്തുകൊണ്ട്, സബ്-THZ അൾട്രാ-ഹൈ ആവർത്തന ഫ്രീക്വൻസി പൾസുകളുടെ (സീഡ് ഓഫ് ചെയ്തതിനുശേഷം 0.5W പവറിന്റെ സ്ഥിരതയുള്ള ഔട്ട്പുട്ട്) സ്വയം-ഓർഗനൈസിംഗ് ജനറേഷനും പരിപാലനവും വിജയകരമായി നേടിയെടുത്തു, ഇത് ലിഡാർ ഫീൽഡിന് ഒരു പുതിയ തരം പ്രകാശ സ്രോതസ്സ് നൽകുന്നു: ഇതിന്റെ സബ്-THZ ലെവൽ റീഫ്രീക്വൻസി പോയിന്റ് ക്ലൗഡ് റെസല്യൂഷൻ മില്ലിമീറ്റർ ലെവലിലേക്ക് വർദ്ധിപ്പിക്കും. പൾസ് സ്വയം-സുസ്ഥിരമായ സവിശേഷത സിസ്റ്റം ഊർജ്ജ ഉപഭോഗത്തെ ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുന്നു. ഓൾ-ഫൈബർ ഘടന 1.5 μm ഐ സേഫ്റ്റി ബാൻഡിൽ ഉയർന്ന സ്ഥിരത പ്രവർത്തനം ഉറപ്പാക്കുന്നു. ഭാവിയിലേക്ക് നോക്കുമ്പോൾ, ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ വാഹനത്തിൽ ഘടിപ്പിച്ച ലിഡാറിന്റെ പരിണാമത്തെ മിനിയേച്ചറൈസേഷനിലേക്കും (MZI മൈക്രോ-ഫിൽട്ടറുകളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി) ദീർഘദൂര കണ്ടെത്തലിലേക്കും (> 1W ലേക്ക് പവർ വികാസം) നയിക്കുമെന്നും മൾട്ടി-വേവ്ലെങ്ത് കോർഡിനേറ്റഡ് ഇഗ്നിഷൻ, ഇന്റലിജന്റ് റെഗുലേഷൻ എന്നിവയിലൂടെ സങ്കീർണ്ണമായ പരിണാമങ്ങളുടെ ധാരണ ആവശ്യകതകളുമായി കൂടുതൽ പൊരുത്തപ്പെടുമെന്നും പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.