Teknolojia ya Leza ya Upana Mwembamba Sehemu ya Pili
Mnamo 1960, leza ya kwanza ya rubi duniani ilikuwa leza ya hali-ngumu, yenye sifa ya nishati ya kutoa pato kubwa na upana wa urefu wa wimbi. Muundo wa kipekee wa anga wa leza ya hali-ngumu hufanya iwe rahisi zaidi katika muundo wa pato la upana mwembamba wa mstari. Kwa sasa, mbinu kuu zinazotekelezwa ni pamoja na mbinu ya uwazi mfupi, mbinu ya uwazi wa pete ya njia moja, mbinu ya kiwango cha ndani ya uwazi, mbinu ya uwazi wa hali ya pendulum ya msokoto, mbinu ya wavu wa Bragg ya ujazo na mbinu ya sindano ya mbegu.
Mchoro 7 unaonyesha muundo wa leza kadhaa za kawaida za hali-ngumu zenye hali-ngumu za hali-moja-ya-longitudinal.
Mchoro 7(a) unaonyesha kanuni ya utendaji kazi ya uteuzi wa hali ya longitudinal moja kulingana na kiwango cha FP cha ndani ya cavity, yaani, wigo mwembamba wa upitishaji wa mstari wa kiwango hutumika kuongeza upotevu wa hali zingine za longitudinal, ili hali zingine za longitudinal zichujwe katika mchakato wa ushindani wa hali kutokana na upitishaji wao mdogo, ili kufikia operesheni ya hali ya longitudinal moja. Kwa kuongezea, aina fulani ya matokeo ya urekebishaji wa urefu wa wimbi yanaweza kupatikana kwa kudhibiti Pembe na halijoto ya kiwango cha FP na kubadilisha muda wa hali ya longitudinal. Mchoro 7(b) na (c) zinaonyesha oscillator ya pete isiyo ya planar (NPRO) na mbinu ya cavity ya hali ya pendulum ya torsional inayotumika kupata matokeo ya hali ya longitudinal moja. Kanuni ya utendaji kazi ni kufanya boriti ienee katika mwelekeo mmoja kwenye resonator, kuondoa kwa ufanisi usambazaji usio sawa wa nafasi wa idadi ya chembe zilizogeuzwa katika cavity ya kawaida ya wimbi lililosimama, na hivyo kuepuka ushawishi wa athari ya kuungua kwa shimo la anga ili kufikia matokeo ya hali ya longitudinal moja. Kanuni ya uteuzi wa hali ya Bragg grating (VBG) kwa wingi ni sawa na ile ya leza za semiconductor na fiber nyembamba zenye upana wa mstari zilizotajwa hapo awali, yaani, kwa kutumia VBG kama kipengele cha kichujio, kulingana na uteuzi wake mzuri wa spektrali na uteuzi wa Angle, oscillator hujikunja kwenye urefu maalum wa wimbi au bendi ili kufikia jukumu la uteuzi wa hali ya longitudinal, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 7(d).
Wakati huo huo, mbinu kadhaa za uteuzi wa hali ya longitudinal zinaweza kuunganishwa kulingana na mahitaji ili kuboresha usahihi wa uteuzi wa hali ya longitudinal, kupunguza zaidi upana wa mstari, au kuongeza nguvu ya ushindani wa hali kwa kuanzisha mabadiliko ya masafa yasiyo ya mstari na njia zingine, na kupanua urefu wa wimbi la matokeo ya leza wakati wa kufanya kazi katika upana mwembamba wa mstari, jambo ambalo ni vigumu kufanya kwaleza ya nusu nusunaleza za nyuzi.
(4) Leza ya Brillouin
Leza ya Brillouin inategemea athari ya kutawanyika kwa Brillouin (SBS) iliyochochewa ili kupata kelele ya chini, teknolojia nyembamba ya kutoa upana wa mstari, kanuni yake ni kupitia fotoni na mwingiliano wa ndani wa uwanja wa akustisk ili kutoa mabadiliko fulani ya masafa ya fotoni za Stokes, na hupanuliwa kila mara ndani ya kipimo data cha faida.
Mchoro 8 unaonyesha mchoro wa kiwango cha ubadilishaji wa SBS na muundo wa msingi wa leza ya Brillouin.
Kutokana na masafa ya chini ya mtetemo wa uwanja wa akustisk, mabadiliko ya masafa ya Brillouin ya nyenzo kwa kawaida huwa 0.1-2 cm-1 pekee, kwa hivyo kwa leza ya 1064 nm kama mwanga wa pampu, urefu wa wimbi la Stokes unaozalishwa mara nyingi huwa takriban 1064.01 nm pekee, lakini hii pia ina maana kwamba ufanisi wake wa ubadilishaji wa quantum ni wa juu sana (hadi 99.99% kwa nadharia). Kwa kuongezea, kwa sababu upana wa mstari wa Brillouin wa kati kwa kawaida huwa wa mpangilio wa MHZ-ghz pekee (upana wa mstari wa Brillouin wa baadhi ya vyombo vya habari imara ni takriban 10 MHz pekee), ni mdogo sana kuliko upana wa mstari wa gain wa dutu inayofanya kazi ya leza ya mpangilio wa 100 GHz, kwa hivyo, Stokes zilizosisimuliwa katika leza ya Brillouin zinaweza kuonyesha jambo dhahiri la kupunguza wigo baada ya ukuzaji mwingi kwenye patupu, na upana wa mstari wa pato lake ni mdogo zaidi kuliko upana wa mstari wa pampu kwa ukubwa. Kwa sasa, leza ya Brillouin imekuwa sehemu muhimu ya utafiti katika uwanja wa fotoniki, na kumekuwa na ripoti nyingi kuhusu mpangilio wa Hz na sub-Hz wa matokeo nyembamba sana ya upana wa mstari.
Katika miaka ya hivi karibuni, vifaa vya Brillouin vyenye muundo wa mwongozo wa mawimbi vimeibuka katika uwanja wafotoniki za microwave, na zinaendelea kwa kasi katika mwelekeo wa uundaji mdogo, ujumuishaji wa hali ya juu na azimio la juu zaidi. Zaidi ya hayo, leza ya Brillouin inayoendeshwa angani kulingana na nyenzo mpya za fuwele kama vile almasi pia imeingia katika maono ya watu katika miaka miwili iliyopita, mafanikio yake ya ubunifu katika nguvu ya muundo wa mwongozo wa mawimbi na kizuizi cha SBS kinachoteleza, nguvu ya leza ya Brillouin hadi ukubwa wa 10 W, ikiweka msingi wa kupanua matumizi yake.
Makutano ya jumla
Kwa uchunguzi endelevu wa maarifa ya kisasa, leza nyembamba za upana wa mstari zimekuwa chombo muhimu katika utafiti wa kisayansi kwa utendaji wao bora, kama vile kipima-sauti cha leza cha LIGO kwa ajili ya kugundua mawimbi ya mvuto, ambacho hutumia upana mwembamba wa mstari wa masafa moja.lezayenye urefu wa wimbi wa 1064 nm kama chanzo cha mbegu, na upana wa mstari wa mwanga wa mbegu uko ndani ya 5 kHz. Zaidi ya hayo, leza zenye upana mwembamba zenye urefu wa wimbi unaoweza kubadilishwa na kuruka bila hali pia zinaonyesha uwezo mkubwa wa matumizi, hasa katika mawasiliano thabiti, ambayo yanaweza kukidhi kikamilifu mahitaji ya ugawaji wa wimbi la wimbi (WDM) au ugawaji wa wimbi la wimbi la wimbi (FDM) kwa ajili ya urekebishaji wa wimbi (au mzunguko), na inatarajiwa kuwa kifaa kikuu cha kizazi kijacho cha teknolojia ya mawasiliano ya simu.
Katika siku zijazo, uvumbuzi wa vifaa vya leza na teknolojia ya usindikaji utakuza zaidi mgandamizo wa upana wa mstari wa leza, uboreshaji wa utulivu wa masafa, upanuzi wa masafa ya urefu wa wimbi na uboreshaji wa nguvu, na hivyo kutengeneza njia ya uchunguzi wa binadamu wa ulimwengu usiojulikana.
Muda wa chapisho: Novemba-29-2023