ئىمپۇلسلىق لازېرلارغا ئومۇمىي نەزەر

ئومۇمىي ئەھۋالئىمپۇلسلىق لازېرلار

ئىشلەپچىقىرىشنىڭ ئەڭ بىۋاسىتە ئۇسۇلىلازېرئىمپۇلسلار ئۈزلۈكسىز لازېرنىڭ سىرتىغا مودۇلياتور قوشۇشتىن ئىبارەت. بۇ ئۇسۇل ئەڭ تېز پىكوسېكۇند ئىمپۇلسىنى ھاسىل قىلالايدۇ، گەرچە ئاددىي بولسىمۇ، ئەمما ئىسراپ بولغان نۇر ئېنېرگىيەسى ۋە چوققا قۇۋۋىتى ئۈزلۈكسىز نۇر قۇۋۋىتىدىن ئېشىپ كېتەلمەيدۇ. شۇڭا، لازېر ئىمپۇلسلىرىنى ھاسىل قىلىشنىڭ تېخىمۇ ئۈنۈملۈك ئۇسۇلى لازېر بوشلۇقىدا مودۇللاشتۇرۇش، ئىمپۇلس ئېقىمىنىڭ توختاپ قالغان ۋاقتىدا ئېنېرگىيەنى ساقلاش ۋە ئۇنى ۋاقتىدا قويۇپ بېرىشتۇر. لازېر بوشلۇقى مودۇلياسى ئارقىلىق ئىمپۇلس ھاسىل قىلىش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدىغان تۆت خىل ئورتاق تېخنىكا: كۈچەيتىش ئالماشتۇرۇش، Q ئالماشتۇرۇش (يوقاش ئالماشتۇرۇش)، بوشلۇقنى بوشىتىش ۋە ھالەتنى قۇلۇپلاش.

كۈچەيتىش كۇنۇپكىسى پومپا قۇۋۋىتىنى تەڭشەش ئارقىلىق قىسقا ئىمپۇلس ھاسىل قىلىدۇ. مەسىلەن، يېرىم ئۆتكۈزگۈچ كۈچەيتىش ئالماشتۇرۇلغان لازېرلار توك تەڭشەش ئارقىلىق بىر قانچە نانوسېكۇنتتىن يۈز پىكوسېكۇنتقىچە ئىمپۇلس ھاسىل قىلالايدۇ. ئىمپۇلس ئېنېرگىيەسى تۆۋەن بولسىمۇ، بۇ ئۇسۇل ناھايىتى جانلىق، مەسىلەن تەڭشىگىلى بولىدىغان تەكرارلىنىش چاستوتىسى ۋە ئىمپۇلس كەڭلىكىنى تەمىنلەيدۇ. 2018-يىلى، توكيو ئۇنىۋېرسىتېتىدىكى تەتقىقاتچىلار 40 يىللىق تېخنىكىلىق توسالغۇدا بىر بۆسۈش ھاسىل قىلىپ، فېمتوسېكۇنت كۈچەيتىش ئالماشتۇرۇلغان يېرىم ئۆتكۈزگۈچ لازېرنى دوكلات قىلدى.

كۈچلۈك نانوسېكۇند ئىمپۇلسلىرى ئادەتتە بوشلۇقتا بىر قانچە قېتىم ئايلانما يول بىلەن تارقىتىلىدىغان Q ئالماشتۇرۇلغان لازېرلار تەرىپىدىن ھاسىل قىلىنىدۇ، ئىمپۇلس ئېنېرگىيەسى سىستېمىنىڭ چوڭ-كىچىكلىكىگە ئاساسەن بىر نەچچە مىللىجوئۇلدىن بىر قانچە جوئۇلغىچە بولىدۇ. ئوتتۇرا ئېنېرگىيە (ئادەتتە 1 μJ دىن تۆۋەن) پىكوسېكۇند ۋە فېمتوسېكۇند ئىمپۇلسلىرى ئاساسلىقى ھالەت قۇلۇپلانغان لازېرلار تەرىپىدىن ھاسىل قىلىنىدۇ. لازېر رېزوناتورىدا ئۈزلۈكسىز ئايلىنىدىغان بىر ياكى بىردىن ئارتۇق ئۇلترا قىسقا ئىمپۇلس بار. ھەر بىر بوشلۇق ئىچىدىكى ئىمپۇلس چىقىرىش ئۇلىنىشى ئەينىكى ئارقىلىق ئىمپۇلسنى يەتكۈزىدۇ، قايتا چاستوتا ئادەتتە 10 MHz دىن 100 GHz غىچە بولىدۇ. تۆۋەندىكى رەسىمدە تولۇق نورمال تارقىلىش (ANDi) تارقىلىشچان سولىتون فېمتوسېكۇند كۆرسىتىلگەن.تالا لازېر ئۈسكۈنىسى، بۇلارنىڭ كۆپىنچىسىنى Thorlabs نىڭ ئۆلچەملىك زاپچاسلىرى (تال، لىنزا، ئورنىتىش ۋە يۆتكەش جەدۋىلى) ئارقىلىق ياسىغىلى بولىدۇ.

بوشلۇقنى بوشىتىش تېخنىكىسىنى تۆۋەندىكىلەر ئۈچۈن ئىشلىتىشكە بولىدۇQ ئالماشتۇرۇلغان لازېرلارقىسقا ئىمپۇلس ۋە رېژىم قۇلۇپلانغان لازېرلارغا ئېرىشىش ئارقىلىق ئىمپۇلس ئېنېرگىيەسىنى تۆۋەن قايتا چاستوتا بىلەن ئاشۇرۇش.

ۋاقىت دائىرىسى ۋە چاستوتا دائىرىسى ئىمپۇلسلىرى
ۋاقىتقا ئەگىشىپ ئىمپۇلسنىڭ سىزىقلىق شەكلى ئادەتتە نىسبەتەن ئاددىي بولۇپ، گاۋس ۋە sech² فۇنكسىيەلىرى ئارقىلىق ئىپادىلىنىدۇ. ئىمپۇلس ۋاقتى (يەنە ئىمپۇلس كەڭلىكى دەپمۇ ئاتىلىدۇ) ئەڭ كۆپ يېرىم ئېگىزلىك كەڭلىكى (FWHM) قىممىتى بىلەن ئىپادىلىنىدۇ، يەنى ئوپتىكىلىق قۇۋۋەتنىڭ ئەڭ ئاز دېگەندە چوققا قۇۋۋىتىنىڭ يېرىمىغا تەڭ بولغان كەڭلىك؛ Q ئالماشتۇرۇلغان لازېر نانوسېكۇندلۇق قىسقا ئىمپۇلسلارنى ھاسىل قىلىدۇ.
رېژىم قۇلۇپلانغان لازېرلار ئونلىغان پىكوسېكۇنتتىن فېمتوسېكۇنتقىچە بولغان ئارىلىقتا ئۇلترا قىسقا ئىمپۇلس (USP) ھاسىل قىلىدۇ. يۇقىرى سۈرئەتلىك ئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلەر پەقەت ئونلىغان پىكوسېكۇنتقىچە ئۆلچەيدۇ، قىسقا ئىمپۇلسلارنى پەقەت ئاپتوماتىك كوررېلياتور، FROG ۋە SPIDER قاتارلىق پەقەت ئوپتىكىلىق تېخنىكىلار ئارقىلىق ئۆلچەشكە بولىدۇ. نانوسېكۇنت ياكى ئۇزۇن ئىمپۇلسلار ئۇزۇن مۇساپىلەردىمۇ ئىمپۇلس كەڭلىكىنى ئۆزگەرتمىسىمۇ، ئۇلترا قىسقا ئىمپۇلسلارغا ھەر خىل ئامىللار تەسىر كۆرسىتىدۇ:

تارقىلىش زور مىقداردىكى ئىمپۇلس كېڭىيىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىشى مۇمكىن، ئەمما ئەكسىچە تارقىلىش ئارقىلىق قايتا سىقىلىشى مۇمكىن. تۆۋەندىكى دىئاگراممىدا Thorlabs فېمتوسېكۇند ئىمپۇلس كومپرېسسورىنىڭ مىكروسكوپ تارقىلىشىنى قانداق تولۇقلايدىغانلىقى كۆرسىتىلگەن.

سىزىقسىزلىق ئادەتتە ئىمپۇلس كەڭلىكىگە بىۋاسىتە تەسىر كۆرسەتمەيدۇ، ئەمما ئۇ بەلۋاغ كەڭلىكىنى كېڭەيتىپ، ئىمپۇلسنىڭ تارقىلىش جەريانىدا تارقىلىشىغا ئاسان ئۇچرايدۇ. ھەر قانداق تىپتىكى تالا، شۇ جۈملىدىن چەكلىك بەلۋاغ كەڭلىكىگە ئىگە باشقا كۈچەيتىش ۋاسىتىلىرى، بەلۋاغ كەڭلىكى ياكى ئىنتايىن قىسقا ئىمپۇلسنىڭ شەكلىگە تەسىر كۆرسىتىشى مۇمكىن، بەلۋاغ كەڭلىكىنىڭ تۆۋەنلىشى ۋاقىتنىڭ ئۆتۈشىگە ئەگىشىپ كېڭىيىشىگە ئېلىپ كېلىشى مۇمكىن؛ يەنە بەزى ئەھۋاللاردا، سپېكتىر تارىيغاندا كۈچلۈك چىرقىرىغان ئىمپۇلسنىڭ ئىمپۇلس كەڭلىكى قىسقا بولۇپ قالىدۇ.