ئىنتايىن يۇقىرى تەكرارلىنىش نىسبىتىدىكى ئىمپۇلسلۇق لازېر

ئىنتايىن يۇقىرى تەكرارلىنىش نىسبىتىدىكى ئىمپۇلسلۇق لازېر

نۇر بىلەن ماددا ئوتتۇرىسىدىكى ئۆز-ئارا تەسىرنىڭ مىكروسكوپ دۇنياسىدا، ئۇلترا يۇقىرى تەكرارلىنىش سۈرئىتى ئىمپۇلسلىرى (UHRPs) ۋاقىتنىڭ ئېنىق ئۆلچەش ئەسۋابى رولىنى ئوينايدۇ - ئۇلار سېكۇنتىغا بىر مىليارد قېتىمدىن ئارتۇق (1GHz) تەۋرىنىپ، راك ھۈجەيرىلىرىنىڭ مولېكۇلا بارماق ئىزلىرىنى سپېكترلىق سۈرەتكە تارتىشتا تۇتىدۇ، ئوپتىك تالا ئالاقىسىدە زور مىقداردىكى سانلىق مەلۇماتلارنى ئېلىپ يۈرىدۇ ۋە تېلېسكوپلاردا يۇلتۇزلارنىڭ دولقۇن ئۇزۇنلۇقى كوئوردىناتلىرىنى تەڭشىيدۇ. بولۇپمۇ لىدارنىڭ بايقاش ئۆلچىمىنىڭ سەكرىشىدە، تېراگېرتس ئۇلترا يۇقىرى تەكرارلىنىش سۈرئىتى ئىمپۇلس لازېرلىرى (100-300 GHz) ئارىلىشىش قەۋىتىگە سىڭىپ كىرىش ئۈچۈن كۈچلۈك قورالغا ئايلىنىۋاتىدۇ، فوتون سەۋىيىسىدىكى بوشلۇق-ۋاقىت باشقۇرۇش كۈچى بىلەن ئۈچ ئۆلچەملىك سېزىمنىڭ چېگرىسىنى قايتا شەكىللەندۈرىدۇ. ھازىر، تۆت دولقۇن ئارىلاشتۇرۇش (FWM) ھاسىل قىلىش ئۈچۈن نانو كۆلەملىك بىر تەرەپ قىلىش توغرىلىقىنى تەلەپ قىلىدىغان مىكرو ھالقىسىمان بوشلۇق قاتارلىق سۈنئىي مىكرو قۇرۇلمىلارنى ئىشلىتىش ئۇلترا يۇقىرى تەكرارلىنىش سۈرئىتى ئوپتىك ئىمپۇلسلىرىنى قولغا كەلتۈرۈشنىڭ ئاساسلىق ئۇسۇللىرىنىڭ بىرى. ئالىملار ئۇلترا ئىنچىكە قۇرۇلمىلارنى بىر تەرەپ قىلىشتىكى قۇرۇلۇش مەسىلىلىرى، ئىمپۇلس باشلىنىش جەريانىدىكى چاستوتا تەڭشەش مەسىلىسى ۋە ئىمپۇلس ھاسىل قىلغاندىن كېيىنكى ئۆزگەرتىش ئۈنۈمى مەسىلىسىنى ھەل قىلىشقا دىققەت قىلماقتا. يەنە بىر ئۇسۇل بولسا يۇقىرى دەرىجىدە سىزىقسىز تالالارنى ئىشلىتىش ۋە لازېر بوشلۇقىدىكى مودۇلياتسىيە تۇراقسىزلىقى ئېففېكتى ياكى FWM ئېففېكتى ئارقىلىق UHRP نى قوزغىتىش. ھازىرغىچە، بىزگە يەنىلا تېخىمۇ ماھىر «ۋاقىت شەكىللەندۈرگۈچ» كېرەك.

تارقاق FWM ئۈنۈمىنى قوزغىتىش ئۈچۈن ئۇلترا تېز ئىمپۇلسلارنى كىرگۈزۈش ئارقىلىق UHRP ھاسىل قىلىش جەريانى «ئۇلترا تېز ئوت ئالدۇرۇش» دەپ تەسۋىرلىنىدۇ. يۇقىرىدا تىلغا ئېلىنغان سۈنئىي مىكرو ھالقىسىمان بوشلۇق لايىھىسى ئۈزلۈكسىز پومپا قىلىش، ئىمپۇلس ھاسىل قىلىشنى كونترول قىلىش ئۈچۈن ئېنىق تەڭشەش ۋە FWM چېكىنى تۆۋەنلىتىش ئۈچۈن يۇقىرى سىزىقسىز ۋاسىتىلەرنى ئىشلىتىشنى تەلەپ قىلىدۇ، بۇ «ئوت ئالدۇرۇش» FWM نى بىۋاسىتە قوزغىتىش ئۈچۈن ئۇلترا تېز ئىمپۇلسلارنىڭ چوققا قۇۋۋەت خۇسۇسىيىتىگە تايىنىدۇ، ھەمدە «ئوت ئالدۇرۇشنى ئۆچۈرگەندىن» كېيىن، ئۆزىنى تەمىنلەيدىغان UHRP غا ئېرىشىدۇ.

1-رەسىمدە تارقاق تالا ھالقىسى بوشلۇقىنىڭ ئۇلترا تېز ئۇرۇق ئىمپۇلسىنى قوزغىتىشقا ئاساسلانغان ئىمپۇلسنىڭ ئۆزلۈكىدىن تەشكىللىنىشىگە ئېرىشىشنىڭ يادرولۇق مېخانىزمى كۆرسىتىلدى. سىرتتىن كىرگۈزۈلگەن ئۇلترا قىسقا ئۇرۇق ئىمپۇلسى (T0 دەۋرى، تەكرارلىنىش چاستوتىسى F) تارقاقلىنىش بوشلۇقى ئىچىدىكى يۇقىرى قۇۋۋەتلىك ئىمپۇلس مەيدانىنى قوزغىتىش ئۈچۈن «ئوت ئېلىش مەنبەسى» رولىنى ئوينايدۇ. ھۈجەيرە ئىچىدىكى كۈچەيتىش مودۇلى ۋاقىت چاستوتا دائىرىسىدە بىرىكمە تەڭشەش ئارقىلىق ئۇرۇق ئىمپۇلس ئېنېرگىيەسىنى تاراق شەكىللىك سپېكتىر ئىنكاسىغا ئايلاندۇرۇش ئۈچۈن سپېكتىر شەكىللەندۈرگۈچ بىلەن بىرلىكتە ئىشلەيدۇ. بۇ جەريان ئەنئەنىۋى ئۈزلۈكسىز پومپىلاشنىڭ چەكلىمىلىرىنى بۇزۇپ تاشلايدۇ: ئۇرۇق ئىمپۇلسى تارقاقلىنىش FWM چېكىگە يەتكەندە ئۈزۈلىدۇ، تارقىتىش بوشلۇقى كۈچەيتىش ۋە يوقىتىشنىڭ دىنامىك تەڭپۇڭلۇقى ئارقىلىق ئىمپۇلسنىڭ ئۆزلۈكىدىن تەشكىللىنىش ھالىتىنى ساقلايدۇ، ئىمپۇلس تەكرارلىنىش چاستوتىسى Fs (بوشلۇقنىڭ ئۆزلۈك چاستوتىسى FF ۋە T دەۋرىگە ماس كېلىدۇ).

بۇ تەتقىقات يەنە نەزەرىيىۋى دەلىللەش ئېلىپ باردى. بۇ تەجرىبە سىستېمىسىدا قوللىنىلغان پارامېتىرلارغا ئاساسلىنىپ، 1ps بىلەن ئىسپاتلاندى.ئۇلترا تېز ئىمپۇلس لازېرىدەسلەپكى ساھە سۈپىتىدە، لازېر بوشلۇقى ئىچىدىكى ئىمپۇلسنىڭ ۋاقىت دائىرىسى ۋە چاستوتىسىنىڭ تەرەققىيات جەريانىغا سانلىق سىمۇلياتسىيە ئېلىپ بېرىلدى. ئىمپۇلسنىڭ ئۈچ باسقۇچتىن ئۆتكەنلىكى بايقالدى: ئىمپۇلسنىڭ بۆلۈنۈشى، ئىمپۇلس دەۋرىي تەۋرىنىشى ۋە پۈتۈن لازېر بوشلۇقىدا ئىمپۇلسنىڭ بىردەك تارقىلىشى. بۇ سانلىق نەتىجە يەنە لازېر بوشلۇقىنىڭ ئۆز-ئۆزىنى تەشكىللەش خۇسۇسىيىتىنى تولۇق دەلىللەيدۇ.ئىمپۇلس لازېرى.

ئۇلترا تېز ئۇرۇق ئىمپۇلسى ئوت ئالدۇرۇش ئارقىلىق تارقاق تالا ھالقىسى بوشلۇقىدىكى تۆت دولقۇن ئارىلاشتۇرۇش ئۈنۈمىنى قوزغىتىش ئارقىلىق، THZ دىن تۆۋەن ئۇلترا يۇقىرى تەكرارلىنىش چاستوتىلىق ئىمپۇلسلارنىڭ ئۆزلۈكىدىن تەشكىللىنىشى ۋە ساقلىنىشى (ئۇرۇق ئۆچۈرۈلگەندىن كېيىن 0.5W قۇۋۋەتنىڭ مۇقىم چىقىشى) مۇۋەپپەقىيەتلىك ئەمەلگە ئاشۇرۇلدى، بۇ لىدار مەيدانى ئۈچۈن يېڭى تىپتىكى يورۇقلۇق مەنبەسى بىلەن تەمىنلىدى: ئۇنىڭ THZ دىن تۆۋەن دەرىجىلىك قايتا-قايتا چاستوتىسى نۇقتا بۇلۇتىنىڭ ئېنىقلىقىنى مىللىمېتىر دەرىجىسىگە يەتكۈزەلەيدۇ. ئىمپۇلسنىڭ ئۆزلۈكىدىن ساقلىنىش ئىقتىدارى سىستېما ئېنېرگىيە سەرپىياتىنى زور دەرىجىدە تۆۋەنلىتىدۇ. تولۇق تالا قۇرۇلمىسى 1.5 μm كۆز بىخەتەرلىك بەلبېغىدا يۇقىرى مۇقىملىق بىلەن ئىشلەشنى كاپالەتلەندۈرىدۇ. كەلگۈسىگە نەزەر سالساق، بۇ تېخنىكا ئاپتوموبىلغا ئورنىتىلغان لىدارنىڭ كىچىكلەشتۈرۈش (MZI مىكرو سۈزگۈچكە ئاساسلانغان) ۋە ئۇزۇن مۇساپىلىك بايقاش (قۇۋۋەتنى > 1W غىچە كېڭەيتىش) غا قاراپ تەرەققىي قىلىشىنى ئىلگىرى سۈرىدۇ، ھەمدە كۆپ دولقۇن ئۇزۇنلۇقىدىكى ماسلاشتۇرۇلغان ئوت ئالدۇرۇش ۋە ئەقلىي تەڭشەش ئارقىلىق مۇرەككەپ مۇھىتلارنىڭ سېزىم تەلىپىگە تېخىمۇ ماسلىشىدۇ دەپ مۆلچەرلەنمەكتە.