Ультрафиолет кабатлау тизлеге импульслы лазер
Яктылык һәм матдә арасындагы үзара бәйләнешнең микроскопик дөньясында, ультра югары кабатлану тизлеге импульслары (UHRP) вакытның төгәл сызыклары булып тора - алар секундына миллиард тапкырдан артык тирбәләләр (1 ГГц), спектраль сурәтләүдә яман шеш күзәнәкләренең молекуляр бармак эзләрен тоталар, оптик җепселле элемтәдә зур күләмдәге мәгълүматларны ташыйлар һәм телескопларда йолдызларның дулкын озынлыгы координаталарын калибрлыйлар. Аеруча лидарның детектор үлчәмнәренең сикерешендә, терагерцлы ультра югары кабатлану тизлеге импульслы лазерлар (100-300 ГГц) интерференция катламына үтеп керү өчен көчле коралларга әйләнә, фотон дәрәҗәсендә киңлек-вакыт манипуляция көче белән өч үлчәмле кабул итү чикләрен үзгәртә. Хәзерге вакытта, дүрт дулкынлы катнашма (FWM) булдыру өчен нанокүләмле эшкәртү төгәллеген таләп итүче микробоҗра куышлыклары кебек ясалма микроструктуралар куллану ультра югары кабатлану тизлеге оптик импульсларын алуның төп ысулларының берсе булып тора. Галимнәр ультра нечкә структураларны эшкәртүдәге инженерлык проблемаларын, импульс башланганда ешлыкны көйләү проблемасын һәм импульс генерациясеннән соң конверсия нәтиҗәлелеге проблемасын хәл итүгә игътибар итәләр. Тагын бер ысул - югары дәрәҗәдә сызыклы булмаган җепселләр куллану һәм UHRPларны кузгату өчен лазер куышлыгында модуляция тотрыксызлыгы эффектын яки FWM эффектын куллану. Әлегә безгә тагын да остарак "вакыт формалаштыручы" кирәк.
Диссипатив FWM эффектын кузгату өчен ультратиз импульслар кертү юлы белән UHRP генерацияләү процессы "ультратиз кабызу" дип атала. Өстә телгә алынган ясалма микробоҗра куышлыгы схемасыннан аермалы буларак, ул өзлексез насослауны, импульс генерациясен контрольдә тоту өчен детекторлауны төгәл көйләүне һәм FWM бусагасын киметү өчен югары дәрәҗәдә сызыклы булмаган мохит куллануны таләп итә, бу "кабызу" FWMны турыдан-туры кузгату өчен ультратиз импульсларның пик көч характеристикаларына таяна, һәм "кабызу сүндерелгәннән" соң, үз-үзен тәэмин итүче UHRPка ирешә.
1 нче рәсемдә диссипатив җепсел боҗрасы куышлыкларының ультратиз орлык импульсын кузгатуга нигезләнгән импульс үзоешуына ирешүнең төп механизмы күрсәтелгән. Тышкы яктан кертелгән ультракыска орлык импульсы (T0 периоды, кабатлау ешлыгы F) диссипация куышлыгында югары куәтле импульс кырын кузгату өчен "кабызу чыганагы" булып хезмәт итә. Күзәнәк эчендәге көчәйтү модуле спектраль формалаштыручы белән синергиядә эшли, вакыт-ешлык өлкәсендә уртак көйләү аша орлык импульсы энергиясен тарак формасындагы спектраль җавапка әйләндерә. Бу процесс традицион өзлексез насослау чикләүләрен бетерә: орлык импульсы диссипация FWM чигенә җиткәч сүнә, һәм диссипация куышлыгы импульсның үзоешу халәтен көчәйтү һәм югалтуның динамик балансы аша саклый, импульс кабатлау ешлыгы Fs (бушлыкның эчке ешлыгы FF һәм T периодына туры килә) була.
Бу тикшеренү шулай ук теоретик тикшерү үткәрде. Эксперименталь җайланмада кабул ителгән параметрларга нигезләнеп һәм 1ps беләнультра тиз импульслы лазербашлангыч кыр буларак, лазер куышлыгындагы импульсның вакыт өлкәсе һәм ешлыгы эволюция процессы буенча санлы симуляция үткәрелде. Импульсның өч этаптан үтүе ачыкланды: импульс бүленүе, импульсның периодик тирбәнеше һәм импульсның бөтен лазер куышлыгы буенча тигез таралышы. Бу санлы нәтиҗә шулай ук үз-үзен оештыру үзенчәлекләрен тулысынча раслый.импульслы лазер.
Дүрт дулкынлы катнашма эффектын диссипатив җепсел боҗрасы куышлыгында ультратиз орлык импульсын кабызу аша эшләтеп җибәрү юлы белән, THZ-тан түбән ультра югары кабатлау ешлыгы импульсларын үз-үзен оештыручы генерацияләү һәм саклау (орлык сүндерелгәннән соң 0,5 Вт көч тотрыклы чыгару) уңышлы рәвештә ирешелде, бу лидар кыры өчен яңа төр яктылык чыганагы бирде: аның THZ-тан түбән дәрәҗәдәге кабат ешлыгы нокта болытының чишелешен миллиметр дәрәҗәсенә кадәр арттыра ала. Импульсның үз-үзен тәэмин итү үзенчәлеге системаның энергия куллануын сизелерлек киметә. Барлык җепсел структурасы 1,5 мкм күз куркынычсызлыгы зонасында югары тотрыклылык эшләвен тәэмин итә. Киләчәккә караганда, бу технология машинага урнаштырылган лидарның миниатюризациягә (MZI микрофильтрларына нигезләнгән) һәм ерак диапазонлы детекторлауга (көчне > 1 Вт кадәр киңәйтү) таба эволюциясен этәрәчәк, һәм күп дулкын озынлыгындагы координацияләнгән кабызу һәм акыллы көйләү аша катлаулы мохитнең кабул итү таләпләренә тагын да җайлашачак дип көтелә.
Бастырып чыгару вакыты: 2025 елның 8 июле