Laser mihodinkodina amin'ny tahan'ny famerimberenana avo lenta

Laser mihodinkodina amin'ny tahan'ny famerimberenana avo lenta

Ao amin'ny tontolon'ny mikroskopika misy ny fifandraisana misy eo amin'ny hazavana sy ny zavatra, ny pulse ultra-high repetition rate (UHRP) dia miasa toy ny mpanapaka ny fotoana marina - mihozongozona mihoatra ny iray lavitrisa isan-tsegondra (1GHz) izy ireo, maka ny dian-tanana molekiolan'ny sela homamiadana amin'ny sary spectral, mitondra angon-drakitra be dia be amin'ny fifandraisana fibre optika, ary manitsy ny koordinate ny halavan'ny onjam-peo amin'ny kintana amin'ny teleskaopy. Indrindra amin'ny fitsambikinana amin'ny refy fitadiavana lidar, ny laser terahertz ultra-high repetition rate pulsed (100-300 GHz) dia lasa fitaovana mahery vaika hidirana amin'ny sosona interference, manavao ny sisin'ny fahatsapana telo dimensions miaraka amin'ny herin'ny fanodinkodinana spatiotemporal amin'ny ambaratonga photon. Amin'izao fotoana izao, ny fampiasana microstructure artifisialy, toy ny lavaka micro-ring izay mitaky fahamarinan'ny fanodinana nanoscale mba hamoronana fifangaroan'ny onja efatra (FWM), dia iray amin'ireo fomba lehibe hahazoana pulse optika ultra-high repetition rate. Mifantoka amin'ny famahana ny olan'ny injeniera amin'ny fanodinana rafitra ultra-fine, ny olana amin'ny fanitsiana matetika mandritra ny fanombohana pulse, ary ny olan'ny fahombiazan'ny fiovam-po aorian'ny famokarana pulse ny mpahay siansa. Fomba iray hafa ny fampiasana fibre tsy mitongilana be loatra ary mampiasa ny fiantraikan'ny tsy fandriam-pahalemana modulation na ny fiantraikan'ny FWM ao anatin'ny lavaka laser mba hampientanentanana ny UHRP. Hatreto, mbola mila "mpamolavola fotoana" kinga kokoa isika.

Ny dingan'ny famokarana UHRP amin'ny alàlan'ny fampidirana pulses ultrafast mba hampientanentana ny vokatry ny FWM dia faritana ho "ultrafast ignition". Tsy mitovy amin'ny tetika lavaka microring artifisialy voalaza etsy ambony izay mitaky paompy mitohy, fanitsiana mazava tsara ny detuning mba hifehezana ny famokarana pulse, ary fampiasana media tsy lineary be loatra mba hampidina ny tokonam-baravaran'ny FWM, ity "firehetana" ity dia miankina amin'ny toetran'ny hery ambony indrindra amin'ny pulses ultrafast mba hampientanentana mivantana ny FWM, ary aorian'ny "firehetana maty", dia mahatratra UHRP maharitra.

Ny Sary 1 dia mampiseho ny mekanisma fototra amin'ny fanatanterahana ny fandaminana tena amin'ny alalan'ny pulse mifototra amin'ny fientanentanana haingana dia haingana amin'ny lavaka fibre miparitaka. Ny pulse fohy dia fohy ampidirina avy any ivelany (fe-potoana T0, matetika miverimberina F) dia miasa ho "loharano ignition" mba hampientanentanana ny saha pulse mahery vaika ao anatin'ny lavaka miparitaka. Ny môdio gain intracellular dia miara-miasa amin'ny spectral shaper mba hanovana ny angovon'ny pulse voa ho valinteny spectral miendrika comb amin'ny alàlan'ny fanaraha-maso ny joint ao amin'ny sehatry ny fotoana-frequency. Ity dingana ity dia mamaky ny fetran'ny paompy mitohy nentim-paharazana: mihidy ny pulse voa rehefa mahatratra ny tokonam-baravaran'ny dissipation FWM, ary ny lavaka miparitaka dia mitazona ny toetry ny pulse mandamina tena amin'ny alàlan'ny fifandanjana dinamika amin'ny gain sy ny fatiantoka, miaraka amin'ny matetika miverimberina pulse ho Fs (mifanaraka amin'ny matetika anatiny FF sy ny fe-potoana T amin'ny lavaka).

Nanao fanamarinana ara-teorika ihany koa ity fandalinana ity. Mifototra amin'ireo masontsivana noraisina tao amin'ny fanandramana sy miaraka amin'ny 1pslaser pulsa haingana dia hainganaHo toy ny sehatra voalohany, dia natao ny simulation nomerika momba ny fivoaran'ny sehatry ny fotoana sy ny hatetik'ilay pulse tao anatin'ny lavaka laser. Hita fa nandalo dingana telo ny pulse: ny fizarazarana pulse, ny fihovitrovitra miverimberina, ary ny fizarana mitovy amin'ny pulse manerana ny lavaka laser manontolo. Ity vokatra nomerika ity dia manamarina tanteraka ihany koa ny toetran'ny fandaminana tena an'ilaylaser pulsa.

Amin'ny alàlan'ny fampandehanana ny fiantraikan'ny fifangaroan'ny onja efatra ao anatin'ny lavaka fibre dissipative amin'ny alàlan'ny fandrehetana ny pulse voa haingana dia tratra soa aman-tsara ny famokarana sy ny fikojakojana ny pulse sub-THZ ultra-high repetition frequency (famoahana maharitra 0.5W rehefa maty ny voa), izay manome karazana loharanon-jiro vaovao ho an'ny sehatry ny lidar: Ny fandrehetana sub-THZ dia afaka manatsara ny famaha ny rahona teboka hatramin'ny ambaratonga milimetatra. Ny endri-javatra mitazona ny pulse dia mampihena be ny fanjifana angovo amin'ny rafitra. Ny rafitra fibre rehetra dia miantoka ny fiasan'ny fahamarinan-toerana avo lenta ao amin'ny fehikibo fiarovana maso 1.5 μm. Raha mijery ny ho avy, ity teknolojia ity dia antenaina hampandroso ny fivoaran'ny lidar napetraka amin'ny fiara mankany amin'ny miniaturization (mifototra amin'ny sivana micro MZI) sy ny fitadiavana lavitra (fanitarana ny herinaratra hatramin'ny > 1W), ary hampifanaraka bebe kokoa amin'ny fepetra takian'ny fahatsapana amin'ny tontolo sarotra amin'ny alàlan'ny fandrehetana mirindra amin'ny halavan'ny onja maro sy ny fanaraha-maso marani-tsaina.