Optoelektronika amin'ny onjam-peo, araka ny anarany, dia ny fihaonan'ny lafaoro mikraoba syoptoelektronikaOnja elektromagnetika ny onjam-peo mikraoba sy ny onjam-pahazavana, ary samy hafa be ny hatetika ampiasainy, ary samy hafa be koa ny singa sy ny teknolojia novolavolaina tamin'ny sehatra misy azy avy. Rehefa ampiarahina dia afaka mifampizara tombony isika, saingy afaka mahazo fampiharana sy toetra vaovao izay sarotra tanterahina.
Fifandraisana optikaOhatra tsara amin'ny fampifangaroana ny onjam-peo sy ny elektrôna foto. Ny fifandraisana an-telefaona sy telegrafy voalohany, ny famokarana, ny fampielezana ary ny fandraisana famantarana, dia samy nampiasa fitaovana onjam-peo avokoa. Ny onjam-peo elektromagnetika ambany matetika dia ampiasaina amin'ny voalohany satria kely ny elanelan'ny matetika ary kely ny fahafahan'ny fantsona fandefasana. Ny vahaolana dia ny fampitomboana ny matetika amin'ny famantarana alefa, arakaraka ny maha-avo ny matetika no maha-betsaka ny loharanon-karena spectrum. Saingy lehibe ny fatiantoka amin'ny fiparitahan'ny famantarana avo lenta amin'ny rivotra, saingy mora voasakan'ny sakana ihany koa. Raha ampiasaina ny tariby, dia lehibe ny fatiantoka amin'ny tariby, ary olana ny fandefasana lavitra. Ny fisian'ny fifandraisana fibre optika dia vahaolana tsara amin'ireo olana ireo.Fibre optikamanana fatiantoka fandefasana ambany dia ambany ary mpitondra tsara ho an'ny fandefasana famantarana amin'ny halavirana lavitra. Ny elanelan'ny hatetiky ny onjam-pahazavana dia lehibe lavitra noho ny an'ny microwave ary afaka mandefa fantsona maro samihafa miaraka. Noho ireo tombony ireofandefasana optika, ny fifandraisana amin'ny alalan'ny fibre optika no lasa andry iankinan'ny fandefasana vaovao ankehitriny.
Efa ela no nisian'ny fifandraisana optika, ary efa matotra sy mivelatra ny fikarohana sy ny fampiharana azy, tsy lazaina intsony ny tohiny. Ity lahatsoratra ity dia mampiditra indrindra ny votoatin'ny fikarohana vaovao momba ny optoelektronika microwave tato anatin'ny taona vitsivitsy ankoatra ny fifandraisana optika. Ny optoelektronika microwave dia mampiasa indrindra ny fomba sy ny teknolojia eo amin'ny sehatry ny optoelektronika ho toy ny mpitondra mba hanatsarana sy hahatratrarana ny fahombiazana sy ny fampiharana izay sarotra tratrarina amin'ny singa elektronika microwave nentim-paharazana. Raha jerena ny fampiharana azy, dia ahitana ireto lafiny telo ireto indrindra.
Ny voalohany dia ny fampiasana optoelektronika mba hamoronana famantarana microwave avo lenta sy tsy dia misy tabataba, manomboka amin'ny tarika X ka hatramin'ny tarika THz.
Faharoa, ny fanodinana famantarana amin'ny alalan'ny microwave. Anisan'izany ny fahatarana, ny sivana, ny fiovam-po matetika, ny fandraisana sy ny sisa.
Fahatelo, ny fandefasana famantarana analogika.
Ato amin'ity lahatsoratra ity, ny mpanoratra dia mampiditra ny ampahany voalohany fotsiny, dia ny famokarana famantarana microwave. Ny onja microwave mahazatra milimetatra dia vokarin'ny singa mikroelektronika iii_V indrindra indrindra. Ireto avy ny fetrany: Voalohany, amin'ny matetika avo lenta toy ny 100GHz etsy ambony, ny mikroelektronika nentim-paharazana dia afaka mamokatra hery kely kokoa, amin'ny famantarana THz avo lenta kokoa, dia tsy afaka manao na inona na inona izy ireo. Faharoa, mba hampihenana ny tabataba amin'ny dingana sy hanatsarana ny fahamarinan'ny matetika, ny fitaovana tany am-boalohany dia mila apetraka amin'ny tontolo iainana ambany dia ambany. Fahatelo, sarotra ny mahatratra fiovam-po matetika amin'ny alàlan'ny modulation matetika. Mba hamahana ireo olana ireo, ny teknolojia optoelektronika dia afaka mitana anjara toerana. Ny fomba lehibe dia hazavaina etsy ambany.
1. Amin'ny alalan'ny fatran'ny fahasamihafan'ny famantarana laser roa samy hafa fatran'ny hazavana, dia ampiasaina ny fitaovana mpitsikilo hazavana avo lenta mba hanovana ny famantarana microwave, araka ny aseho amin'ny Sary 1.
Sary 1. Kisarisary kisarisin'ny onjam-peo novokarin'ny fahasamihafan'ny fatran'ny onjam-peo roalasers.
Ny tombony azo amin'ity fomba ity dia ny firafitra tsotra, afaka mamorona onjam-peo milimetatra avo lenta ary na dia famantarana matetika THz aza, ary amin'ny alàlan'ny fanitsiana ny matetika amin'ny laser dia afaka manatanteraka fiovam-po matetika haingana sy matetika. Ny fatiantoka dia ny hoe somary lehibe ny sakany na ny tabataba dingana amin'ny famantarana matetika samihafa ateraky ny famantarana laser roa tsy mifandray, ary tsy avo ny fahamarinan'ny matetika, indrindra raha laser semiconductor misy volume kely fa sakany lehibe (~MHz) no ampiasaina. Raha tsy avo ny fepetra takiana amin'ny lanjan'ny rafitra, dia azonao ampiasaina ny laser solid-state ambany tabataba (~kHz),laser fibre, lavaka ivelanylaser semiconductor, sns. Ankoatra izany, ny fomba roa samihafa amin'ny famantarana laser novokarina tao anaty lavaka laser iray ihany dia azo ampiasaina ihany koa mba hamoronana fatran'ny hatetika samihafa, mba hihatsara be ny fahombiazan'ny fahamarinan'ny fatran'ny microwave.
2. Mba hamahana ny olana momba ny tsy fitovian'ny laser roa tamin'ny fomba teo aloha ary ny tabataba ateraky ny dingana famantarana dia lehibe loatra, ny fifandraisana misy eo amin'ny laser roa dia azo amin'ny alàlan'ny fomba fanidiana matetika amin'ny fampidirana na ny fizaran-tany fanidiana dingana ratsy. Ny Sary 2 dia mampiseho fampiharana mahazatra ny fanidiana fampidirana mba hamoronana microwave multiples (Sary 2). Amin'ny alàlan'ny fampidirana mivantana ny famantarana courant avo lenta amin'ny laser semiconductor, na amin'ny alàlan'ny fampiasana modulator LinBO3-phase, dia azo atao ny mamorona famantarana optika maromaro amin'ny matetika samihafa miaraka amin'ny elanelana matetika mitovy, na combs matetika optika. Mazava ho azy fa ny fomba mahazatra ampiasaina hahazoana comb matetika optika misy spectrum midadasika dia ny fampiasana laser mihidy mode. Ny famantarana comb roa ao amin'ny comb matetika optika novokarina dia voafantina amin'ny alàlan'ny sivana ary ampidirina ao amin'ny laser 1 sy 2 tsirairay avy mba hahazoana ny matetika sy ny dingana fanidiana tsirairay avy. Satria ny dingana eo anelanelan'ny famantarana comb samihafa amin'ny comb matetika optika dia somary marin-toerana, ka ny dingana mifandraika amin'ny laser roa dia marin-toerana, ary avy eo amin'ny alàlan'ny fomba fahasamihafan'ny matetika araka ny voalaza teo aloha, dia azo atao ny mahazo ny famantarana microwave matetika maro amin'ny tahan'ny famerimberenana ny comb matetika optika.
Sary 2. Kisarisary kisarisary mampiseho ny famantarana fampitomboana ny fatran'ny microwave vokarin'ny fanidiana ny fatran'ny tsindrona.
Fomba iray hafa hampihenana ny tabataban'ny dingana mifandraika amin'ny laser roa ny fampiasana PLL optika misy feedback ratsy, araka ny aseho amin'ny Sary 3.
Sary 3. Kisarisary skematika an'ny OPL.
Mitovy amin'ny an'ny PLL eo amin'ny sehatry ny elektronika ny fitsipiky ny PLL optika. Ny fahasamihafan'ny dingana eo amin'ny laser roa dia avadika ho famantarana elektrika amin'ny alàlan'ny photodetector (mitovy amin'ny phase detector), ary avy eo ny fahasamihafan'ny dingana eo amin'ny laser roa dia azo amin'ny alàlan'ny fanaovana fatran'ny fahasamihafana amin'ny loharanon'ny famantarana microwave referansa, izay ampitomboina sy sivana ary avy eo dia averina any amin'ny singa fanaraha-maso ny fatran'ny iray amin'ireo laser (ho an'ny laser semiconductor, dia ny courant injection). Amin'ny alàlan'ny tadivavarana fanaraha-maso ratsy toy izany, ny dingana matetika eo anelanelan'ny famantarana laser roa dia voahidy amin'ny famantarana microwave referansa. Ny famantarana optika mitambatra dia azo alefa amin'ny alàlan'ny fibre optika mankany amin'ny photodetector any an-kafa ary avadika ho famantarana microwave. Ny tabataba dingana vokatr'izany amin'ny famantarana microwave dia saika mitovy amin'ny an'ny famantarana referansa ao anatin'ny bandwidth an'ny tadivavarana feedback ratsy voahidy dingana. Ny tabataba dingana ivelan'ny bandwidth dia mitovy amin'ny tabataba dingana mifandraika amin'ny laser roa tsy mifandray tany am-boalohany.
Ankoatra izany, ny loharanon'ny famantarana microwave fanondroana dia azo ovaina amin'ny alalan'ny loharanon'ny famantarana hafa amin'ny alalan'ny fampitomboana ny matetika, ny fampitomboana ny matetika, na ny fanodinana matetika hafa, mba hahafahana mampitombo avo roa heny ny famantarana microwave amin'ny matetika ambany kokoa, na ovaina ho famantarana RF avo lenta, THz.
Raha ampitahaina amin'ny fanidiana matetika amin'ny tsindrona dia tsy afaka mahazo afa-tsy fampitomboana matetika, ny tadivavarana mihidy dingana dia mora miovaova kokoa, afaka mamokatra matetika saika tsy misy dikany, ary mazava ho azy fa sarotra kokoa. Ohatra, ny comb matetika optika vokarin'ny modulator photoelectric ao amin'ny Sary 2 no ampiasaina ho loharanon-jiro, ary ny tadivavarana mihidy dingana optika dia ampiasaina hanidiana ny matetika amin'ny laser roa amin'ny famantarana comb optika roa, ary avy eo dia mamorona famantarana matetika avo lenta amin'ny alàlan'ny matetika samihafa, araka ny aseho amin'ny Sary 4. Ny f1 sy f2 dia ny matetika famantarana fanondroana an'ny PLLS roa tsirairay avy, ary ny famantarana microwave an'ny N*frep+f1+f2 dia azo vokarina amin'ny alàlan'ny matetika samihafa eo amin'ny laser roa.
Sary 4. Kisarisary kisarisary amin'ny famoronana matetika tsy ara-dalàna amin'ny fampiasana combs matetika optika sy PLLS.
3. Ampiasao ny laser pulse mode-locked mba hanovana ny famantarana pulse optika ho famantarana microwave amin'ny alàlan'nyfitaovana fandrefesana sary.
Ny tombony lehibe amin'ity fomba ity dia ny fahazoana famantarana manana fahamarinan-toerana tsara amin'ny matetika sy tabataba ambany dia ambany. Amin'ny alàlan'ny fanidiana ny matetika amin'ny laser amin'ny spectrum tetezamita atomika sy molekiola tena marin-toerana, na lavaka optika tena marin-toerana, ary ny fampiasana rafitra fanesorana matetika avo roa heny ho azy sy ny teknolojia hafa, dia afaka mahazo famantarana pulse optika tena marin-toerana miaraka amin'ny matetika famerimberenana tena marin-toerana isika, mba hahazoana famantarana microwave miaraka amin'ny tabataba ambany dia ambany. Sary 5.
Sary 5. Fampitahana ny tabataba mifandraika amin'ny dingana samihafa amin'ny loharanon'ny famantarana.
Na izany aza, satria mifanohitra amin'ny halavan'ny lavaka laser ny tahan'ny famerimberenan'ny pulse, ary lehibe ny laser mode-locked nentim-paharazana, dia sarotra ny mahazo mivantana ny famantarana microwave avo lenta. Ankoatra izany, ny habeny, ny lanjany ary ny fanjifana angovo amin'ny laser pulsed nentim-paharazana, ary koa ny fepetra henjana momba ny tontolo iainana, dia mametra ny fampiasana azy ireo any amin'ny laboratoara. Mba handresena ireo fahasarotana ireo, dia nanomboka vao haingana tany Etazonia sy Alemaina ny fikarohana tamin'ny fampiasana vokatra tsy lineary mba hamoronana combs optika tsy miovaova amin'ny matetika ao anaty lavaka optika chirp mode kely dia kely sy avo lenta, izay mamokatra famantarana microwave avo lenta sy ambany tabataba.
4. oscillator elektronika opto, Sary 6.
Sary 6. Kisarisary kisarisin'ny oscillator mifamatotra amin'ny fotoelektrika.
Ny iray amin'ireo fomba nentim-paharazana amin'ny famokarana microwave na laser dia ny fampiasana "auto-feedback closed loop", raha mbola lehibe kokoa noho ny fatiantoka ny tombony ao amin'ny "closed loop", dia afaka mamokatra microwave na laser ny "self-excited oscillation". Arakaraka ny maha-avo ny "quality factor" Q amin'ny "closed loop", no maha-kely kokoa ny tabataba "phase" na "frequency" an'ny signal vokarina. Mba hampitomboana ny "quality factor" amin'ny "loop", ny fomba mivantana dia ny fampitomboana ny halavan'ny "loop" ary ny fampihenana ny fatiantoka amin'ny fiparitahana. Na izany aza, ny "loop" lava kokoa dia mazàna afaka manohana ny famokarana fomba maro amin'ny fiparitahana, ary raha ampiana sivana "edge-bandwidth" dia azo atao ny mahazo "single-frequency low-noise microwave oscillation". Ny "photoelectric coupled oscillator" dia loharanon'ny signal microwave mifototra amin'io hevitra io, mampiasa tanteraka ny toetran'ny "low-propagation loss" an'ny "fibre", mampiasa "fibre" lava kokoa mba hanatsarana ny sandan'ny "loop" Q, dia afaka mamokatra signal microwave misy tabataba "phase" tena ambany. Hatramin'ny nanolorana ny fomba tamin'ny taona 1990, ity karazana oscillator ity dia nahazo fikarohana lalina sy fivoarana betsaka, ary misy "photoelectric coupled oscillator" ara-barotra amin'izao fotoana izao. Vao haingana, nisy ireo oscillateur photoelectrique izay azo amboarina amin'ny sehatra midadasika ny fatran'ny oscillator. Ny olana lehibe amin'ny loharanon'ny famantarana microwave mifototra amin'ity maritrano ity dia ny halavan'ny loop, ary ny tabataba ao amin'ny fikorianan'ny free flow (FSR) sy ny fatran'ny double frequency dia hitombo be. Ankoatra izany, ny singa photoelectrique ampiasaina dia betsaka kokoa, ny vidiny lafo, ny volume dia sarotra ahena, ary ny fibre lava kokoa dia mora tohina kokoa amin'ny fikorontanan'ny tontolo iainana.
Ireo voalaza etsy ambony ireo dia mampiditra fohifohy fomba maromaro amin'ny famokarana famantarana onjam-peo amin'ny alalan'ny photoelectron, ary koa ny tombony sy ny fatiantokany. Farany, ny fampiasana photoelectrons amin'ny famokarana onjam-peo dia manana tombony hafa, dia ny hoe azo zaraina amin'ny alalan'ny fibre optika ny famantarana optika miaraka amin'ny fatiantoka ambany dia ambany, ny fandefasana lavitra ezaka mankany amin'ny terminal tsirairay ampiasaina ary avy eo dia avadika ho famantarana onjam-peo, ary ny fahafahana manohitra ny fitsabahana elektromagnetika dia mihatsara kokoa noho ny singa elektronika nentim-paharazana.
Ny fanoratana ity lahatsoratra ity dia natao ho an'ny referansa fotsiny ihany, ary miaraka amin'ny traikefan'ny mpanoratra manokana amin'ny fikarohana sy ny traikefany amin'ity sehatra ity, dia misy ny tsy fahamarinana sy ny tsy fahatakarana, azafady mba fantaro.
Fotoana fandefasana: 03 Janoary 2024