Kichana cha masafa ya macho cha modulator ya electro-optic ni nini? Sehemu ya Kwanza

Kichana cha masafa ya macho ni wigo unaoundwa na mfululizo wa vipengele vya masafa vilivyo na nafasi sawa kwenye wigo, ambavyo vinaweza kuzalishwa na leza zilizofungwa kwa njia, resonators, auvidhibiti vya macho vya kielektroniki. Vichana vya masafa ya macho vinavyozalishwa navidhibiti vya elektroni-optikiZina sifa za marudio ya juu, kukausha kwa ndani na nguvu ya juu, n.k., ambazo hutumika sana katika urekebishaji wa vifaa, spektroskopia, au fizikia ya msingi, na zimevutia shauku ya watafiti wengi zaidi katika miaka ya hivi karibuni.

Hivi majuzi, Alexandre Parriaux na wengine kutoka Chuo Kikuu cha Burgendi nchini Ufaransa walichapisha karatasi ya mapitio katika jarida la Advances in Optics and Photonics, wakianzisha kimfumo maendeleo ya utafiti wa hivi karibuni na matumizi ya visega vya masafa ya macho vinavyozalishwa namoduli ya elektroni-macho: Inajumuisha utangulizi wa sega la masafa ya macho, mbinu na sifa za sega la masafa ya macho linalozalishwa namodifier ya elektroni-optiki, na hatimaye huorodhesha hali za matumizi yamodifier ya elektroni-optikikuchana masafa ya macho kwa undani, ikiwa ni pamoja na matumizi ya wigo wa usahihi, mwingiliano wa kuchana mara mbili ya macho, urekebishaji wa vifaa na uzalishaji wa wimbi kiholela, na kujadili kanuni iliyo nyuma ya matumizi tofauti. Hatimaye, mwandishi anatoa matarajio ya teknolojia ya kuchana masafa ya macho ya modulator ya electro-optic.

01 Usuli

Ilikuwa miaka 60 iliyopita mwezi huu ambapo Dkt. Maiman alivumbua leza ya kwanza ya rubi. Miaka minne baadaye, Hargrove, Fock na Pollack wa Maabara ya Bell nchini Marekani walikuwa wa kwanza kuripoti uzuiaji wa hali-tumizi uliopatikana katika leza za heliamu-neon, wigo wa leza ya kufungia hali-tumizi katika uwanja wa muda unawakilishwa kama utoaji wa mapigo, katika uwanja wa masafa kuna mfululizo wa mistari mifupi iliyotengwa na iliyo sawa, sawa na matumizi yetu ya kila siku ya masega, kwa hivyo tunaita wigo huu "sega la masafa ya macho". Inajulikana kama "sega la masafa ya macho".

Kwa sababu ya matarajio mazuri ya matumizi ya sega la macho, Tuzo ya Nobel katika Fizikia mnamo 2005 ilitolewa kwa Hansch na Hall, ambao walifanya kazi ya upainia katika teknolojia ya sega la macho, tangu wakati huo, maendeleo ya sega la macho yamefikia hatua mpya. Kwa sababu matumizi tofauti yana mahitaji tofauti ya sega la macho, kama vile nguvu, nafasi ya mstari na urefu wa wimbi la kati, hii imesababisha hitaji la kutumia njia tofauti za majaribio ili kutengeneza sega la macho, kama vile leza zilizofungwa kwa njia ya mode, resonators ndogo na modulator ya electro-optical.

Mchoro 1. Wigo wa kikoa cha muda na wigo wa kikoa cha masafa ya kuchana masafa ya macho
Chanzo cha picha: Vichana vya masafa ya electro-optiki

Tangu ugunduzi wa visega vya masafa ya macho, visega vingi vya masafa ya macho vimetengenezwa kwa kutumia leza zilizofungwa kwa njia. Katika leza zilizofungwa kwa njia, uwazi wenye muda wa kurudi na kurudi wa τ hutumika kurekebisha uhusiano wa awamu kati ya hali za longitudinal, ili kubaini kiwango cha marudio ya leza, ambacho kwa ujumla kinaweza kuwa kutoka megahertz (MHz) hadi gigahertz (GHz).

Sega ya masafa ya macho inayozalishwa na resonator ndogo inategemea athari zisizo za mstari, na muda wa safari ya kurudi na kurudi huamuliwa na urefu wa shimo ndogo, kwa sababu urefu wa shimo ndogo kwa ujumla ni chini ya 1mm, sega ya masafa ya macho inayozalishwa na shimo ndogo kwa ujumla ni gigahertz 10 kwa terahertz 1. Kuna aina tatu za kawaida za mashimo madogo, mikrotubuli, mikrosferi na mikroperi. Kwa kutumia athari zisizo za mstari katika nyuzi za macho, kama vile kutawanyika kwa Brillouin au kuchanganya kwa mawimbi manne, pamoja na mashimo madogo, masega ya masafa ya macho katika safu ya nanomita kumi yanaweza kuzalishwa. Kwa kuongezea, masega ya masafa ya macho pia yanaweza kuzalishwa kwa kutumia baadhi ya vidhibiti vya acousto-optic.