Kiwango cha juu sana cha marudio ya leza ya mapigo

Kiwango cha juu sana cha marudio ya leza ya mapigo

Katika ulimwengu wa hadubini wa mwingiliano kati ya nuru na mata, mipigo ya kiwango cha juu zaidi cha marudio (UHRPs) hufanya kama vidhibiti sahihi vya wakati - huzunguka kwa zaidi ya mara bilioni moja kwa sekunde (1GHz), ikichukua alama za vidole vya seli za saratani katika upigaji picha wa spectral, kubeba data nyingi katika mawasiliano ya nyuzi za macho zinazoratibu mawasiliano ya anga, na kasi ya nyota. Hasa katika mruko wa kipimo cha ugunduzi wa lidar, terahertz kiwango cha juu zaidi cha marudio ya leza za mapigo (GHz 100-300) zinakuwa zana zenye nguvu za kupenya safu ya mwingiliano, zikiunda upya mipaka ya mtazamo wa pande tatu kwa nguvu ya ghiliba ya spatiotemporal katika kiwango cha fotoni. Kwa sasa, kutumia miundo midogo-bandia, kama vile mashimo ya pete ndogo ambayo yanahitaji usahihi wa usindikaji wa nanoscale ili kuzalisha mchanganyiko wa mawimbi manne (FWM), ni mojawapo ya mbinu kuu za kupata mipigo ya macho ya kiwango cha juu zaidi cha marudio. Wanasayansi wanaangazia kutatua matatizo ya kihandisi katika uchakataji wa miundo mikubwa zaidi, tatizo la kurekebisha masafa wakati wa kuanzisha mapigo ya moyo, na tatizo la ufanisi wa ubadilishaji baada ya kuzalisha mapigo. Mbinu nyingine ni kutumia nyuzi zisizo na mstari na kutumia athari ya kuyumba au athari ya FWM ndani ya tundu la leza ili kusisimua UHRP. Kufikia sasa, bado tunahitaji "mtengeneza wakati" mahiri zaidi.

Mchakato wa kutengeneza UHRP kwa kudunga mipigo ya haraka sana ili kusisimua athari ya FWM ya kuangamiza inaelezewa kama "uwasho wa haraka zaidi". Tofauti na mpango uliotajwa hapo juu wa matundu ya miduara bandia ambayo yanahitaji kusukuma maji mara kwa mara, urekebishaji sahihi wa kutenganisha ili kudhibiti kizazi cha mapigo, na matumizi ya vyombo vya habari visivyo na mstari ili kupunguza kizingiti cha FWM, "uwasho" huu unategemea sifa za kilele cha nguvu za mipigo ya haraka ili kusisimua FWMtion moja kwa moja, na baada ya "kusimamisha Ufanisi"

Kielelezo cha 1 kinaonyesha utaratibu wa msingi wa kufikia kujipanga kwa mpigo kwa msingi wa msisimko wa haraka wa mapigo ya mbegu ya mashimo ya pete ya nyuzi zinazoweza kutokeza. Mipigo ya mbegu ya ultrashort iliyodungwa nje (kipindi cha T0, marudio ya marudio F) hutumika kama "chanzo cha kuwasha" ili kusisimua uga wa mipigo ya nguvu ya juu ndani ya patiti ya kusambaza uchafu. Moduli ya faida ya ndani ya seli hufanya kazi kwa ushirikiano na kitengeneza spectral ili kubadilisha nishati ya mapigo ya mbegu kuwa mwitikio wa taswira yenye umbo la sega kupitia udhibiti wa pamoja katika kikoa cha masafa ya saa. Utaratibu huu unavunja vikwazo vya kusukuma kwa kawaida kwa jadi: mshipa wa mbegu huzimika inapofikia kizingiti cha kutoweka cha FWM, na cavity ya kutawanya hudumisha hali ya kujipanga ya mapigo kupitia usawa wa nguvu wa kupata na kupoteza, na marudio ya kurudia mapigo yakiwa Fs (yanayolingana na mzunguko wa ndani wa FF na mzunguko wa T).

Utafiti huu pia ulifanya uthibitishaji wa kinadharia. Kulingana na vigezo vilivyopitishwa katika usanidi wa majaribio na 1pslaser ya haraka ya kundekama uwanja wa awali, uigaji wa nambari ulifanyika kwenye mchakato wa mageuzi ya kikoa cha wakati wa mapigo na marudio ndani ya patiti ya leza. Ilibainika kuwa mapigo yalipitia hatua tatu: mgawanyiko wa mapigo, mzunguko wa mzunguko wa mapigo, na usambazaji sare wa mapigo kwenye patiti nzima ya leza. Matokeo haya ya nambari pia yanathibitisha kikamilifu sifa za kujipanga zalaser ya mapigo.

Kwa kuanzisha athari ya kuchanganya mawimbi manne ndani ya shimo la pete ya nyuzinyuzi kwa njia ya uwashaji wa haraka wa mapigo ya mbegu, kizazi cha kujipanga na matengenezo ya mipigo ya marudio ya kiwango cha juu cha THZ (matokeo thabiti ya nguvu ya 0.5W baada ya kuzima kwa mbegu) ilifikiwa kwa mafanikio, ikitoa aina mpya ya kiwango cha mwanga cha Z: inaweza kuongeza kiwango cha uga wa lire Z. azimio la wingu hadi kiwango cha milimita. Kipengele cha kujitegemea cha kunde hupunguza kwa kiasi kikubwa matumizi ya nishati ya mfumo. Muundo wa nyuzi zote huhakikisha uendeshaji wa utulivu wa juu katika bendi ya usalama wa macho ya 1.5 μm. Tukiangalia siku zijazo, teknolojia hii inatarajiwa kuendeleza mageuzi ya lida iliyopachikwa kwenye gari kuelekea uboreshaji mdogo (kulingana na vichujio vidogo vya MZI) na ugunduzi wa masafa marefu (upanuzi wa nguvu hadi > 1W), na kukabiliana zaidi na mahitaji ya mtazamo wa mazingira changamano kupitia uwashaji ulioratibiwa wa urefu wa mawimbi mengi na udhibiti wa akili.