ଅତ୍ୟଧିକ-ଉଚ୍ଚ ପୁନରାବୃତ୍ତି ହାର ପଲ୍ସଡ୍ ଲେଜର

ଅତ୍ୟଧିକ-ଉଚ୍ଚ ପୁନରାବୃତ୍ତି ହାର ପଲ୍ସଡ୍ ଲେଜର

ଆଲୋକ ଏବଂ ପଦାର୍ଥ ମଧ୍ୟରେ ପାରସ୍ପରିକ କ୍ରିୟାର ସୂକ୍ଷ୍ମ ଜଗତରେ, ଅଲ୍ଟ୍ରା-ହାଇ ରିପିଟେସନ୍ ହାର ପଲ୍ସ (UHRPs) ସମୟର ସଠିକ୍ ଶାସକ ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ - ସେମାନେ ପ୍ରତି ସେକେଣ୍ଡରେ ଏକ ବିଲିୟନ ଥର (1GHz) ରୁ ଅଧିକ ଥର ଦୋଳନ କରନ୍ତି, ସ୍ପେକ୍ଟ୍ରଲ୍ ଇମେଜିଂରେ କର୍କଟ କୋଷର ଆଣବିକ ଆଙ୍ଗୁଠି ଛାପ ଧରିଥାନ୍ତି, ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ଫାଇବର ଯୋଗାଯୋଗରେ ବିପୁଳ ପରିମାଣର ତଥ୍ୟ ବହନ କରନ୍ତି ଏବଂ ଟେଲିସ୍କୋପରେ ତାରାମାନଙ୍କର ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ ସ୍ଥାନାଙ୍କକୁ କ୍ୟାଲିବ୍ରେଟ୍ କରନ୍ତି। ବିଶେଷକରି ଲିଡାରର ଚିହ୍ନଟ ପରିମାଣର ଡେଇଁବାରେ, ଟେରାହର୍ଟଜ୍ ଅଲ୍ଟ୍ରା-ହାଇ ରିପିଟେସନ୍ ହାର ପଲ୍ସଡ୍ ଲେଜର୍ (100-300 GHz) ହସ୍ତକ୍ଷେପ ସ୍ତର ଭେଦ କରିବା ପାଇଁ ଏକ ଶକ୍ତିଶାଳୀ ଉପକରଣ ହୋଇଉଠିଛି, ଫୋଟନ୍ ସ୍ତରରେ ସ୍ପାଟିଓଟେମ୍ପୋରାଲ୍ ମାନିପୁଲେସନ୍ ଶକ୍ତି ସହିତ ତ୍ରି-ପରିମାଣୀୟ ଧାରଣାର ସୀମା ପୁନଃଆକାର କରୁଛି। ବର୍ତ୍ତମାନ, ଚାରି-ତରଙ୍ଗ ମିଶ୍ରଣ (FWM) ସୃଷ୍ଟି କରିବା ପାଇଁ ନାନୋସ୍କେଲ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟାକରଣ ସଠିକତା ଆବଶ୍ୟକ କରୁଥିବା ମାଇକ୍ରୋ-ରିଙ୍ଗ୍ ଗହ୍ବର ଭଳି କୃତ୍ରିମ ମାଇକ୍ରୋଷ୍ଟ୍ରକ୍ଚର ବ୍ୟବହାର କରିବା ହେଉଛି ଅଲ୍ଟ୍ରା-ହାଇ ରିପିଟେସନ୍ ହାର ଅପ୍ଟିକାଲ୍ ପଲ୍ସ ପାଇବାର ମୁଖ୍ୟ ପଦ୍ଧତି ମଧ୍ୟରୁ ଗୋଟିଏ। ବୈଜ୍ଞାନିକମାନେ ଅଲ୍ଟ୍ରା-ଫାଇନ୍ ଗଠନର ପ୍ରକ୍ରିୟାକରଣରେ ଇଞ୍ଜିନିୟରିଂ ସମସ୍ୟା, ପଲ୍ସ ଆରମ୍ଭ ସମୟରେ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ଟ୍ୟୁନିଂ ସମସ୍ୟା ଏବଂ ପଲ୍ସ ଜେନେରେସନ୍ ପରେ ରୂପାନ୍ତର ଦକ୍ଷତା ସମସ୍ୟା ସମାଧାନ କରିବା ଉପରେ ଧ୍ୟାନ ଦେଉଛନ୍ତି। ଅନ୍ୟ ଏକ ପଦ୍ଧତି ହେଉଛି ଅତ୍ୟନ୍ତ ଅଣ-ରେଖୀୟ ତନ୍ତୁ ବ୍ୟବହାର କରିବା ଏବଂ UHRP ଗୁଡ଼ିକୁ ଉତ୍ତେଜିତ କରିବା ପାଇଁ ଲେଜର ଗହ୍ବର ମଧ୍ୟରେ ମଡ୍ୟୁଲେସନ୍ ଅସ୍ଥିରତା ପ୍ରଭାବ କିମ୍ବା FWM ପ୍ରଭାବ ବ୍ୟବହାର କରିବା। ଏପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ, ଆମକୁ ଆହୁରି ଅଧିକ ଦକ୍ଷ "ସମୟ ଆକାରକ" ଆବଶ୍ୟକ।

ଡିସିପେଟିଭ୍ FWM ପ୍ରଭାବକୁ ଉତ୍ତେଜିତ କରିବା ପାଇଁ ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଷ୍ଟ ପଲ୍ସ ଇଞ୍ଜେକ୍ସନ୍ କରି UHRP ସୃଷ୍ଟି କରିବାର ପ୍ରକ୍ରିୟାକୁ "ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଷ୍ଟ ଇଗ୍ନିସନ୍" ଭାବରେ ବର୍ଣ୍ଣନା କରାଯାଇଛି। ଉପରୋକ୍ତ କୃତ୍ରିମ ମାଇକ୍ରୋରିଂ କ୍ୟାଭିଟି ସ୍କିମ୍ ଠାରୁ ଭିନ୍ନ ଯାହା ନିରନ୍ତର ପମ୍ପିଂ, ପଲ୍ସ ଜେନେରେସନ୍ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ କରିବା ପାଇଁ ଡିଟ୍ୟୁନିଂର ସଠିକ୍ ସମାୟୋଜନ ଏବଂ FWM ଥ୍ରେସହୋଲ୍ଡକୁ କମ କରିବା ପାଇଁ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଅଣରେଖା ଗଣମାଧ୍ୟମର ବ୍ୟବହାର ଆବଶ୍ୟକ କରେ, ଏହି "ଇଗ୍ନିସନ୍" FWMକୁ ସିଧାସଳଖ ଉତ୍ତେଜିତ କରିବା ପାଇଁ ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଷ୍ଟ ପଲ୍ସର ଶିଖର ଶକ୍ତି ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ଉପରେ ନିର୍ଭର କରେ, ଏବଂ "ଇଗ୍ନିସନ୍ ବନ୍ଦ" ପରେ, ଆତ୍ମନିରନ୍ତର UHRP ହାସଲ କରେ।

ଚିତ୍ର 1 ଡିସିପେଟିଭ୍ ଫାଇବର ରିଙ୍ଗ କ୍ୟାଭିଟିର ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଷ୍ଟ ବୀଜ ପଲ୍ସ ଉତ୍ତେଜନା ଉପରେ ଆଧାରିତ ପଲ୍ସ ସ୍ୱ-ସଂଗଠନ ହାସଲ କରିବାର ମୂଳ କ୍ରିୟାକୁ ଦର୍ଶାଏ। ବାହ୍ୟ ଭାବରେ ଇଞ୍ଜେକ୍ଟ କରାଯାଇଥିବା ଅଲ୍ଟ୍ରାସର୍ଟ ବୀଜ ପଲ୍ସ (ପିରିୟଡ୍ T0, ପୁନରାବୃତ୍ତି ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି F) ଡିସିପେସନ୍ କ୍ୟାଭିଟି ମଧ୍ୟରେ ଏକ ଉଚ୍ଚ-ଶକ୍ତି ପଲ୍ସ କ୍ଷେତ୍ରକୁ ଉତ୍ତେଜିତ କରିବା ପାଇଁ "ଇଗ୍ନିସନ୍ ସୋର୍ସ" ଭାବରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ। ସମୟ-ଫ୍ରିକ୍ୟୁଏନ୍ସି ଡୋମେନରେ ଯୁକ୍ତ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ମାଧ୍ୟମରେ ବୀଜ ପଲ୍ସ ଶକ୍ତିକୁ ଏକ କମ୍ବ-ଆକୃତି ବର୍ଣ୍ଣାଳୀ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାରେ ରୂପାନ୍ତରିତ କରିବା ପାଇଁ ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ଲାଭ ମଡ୍ୟୁଲ୍ ବର୍ଣ୍ଣାଳୀ ଆକୃତି ସହିତ ସମନ୍ୱୟରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ। ଏହି ପ୍ରକ୍ରିୟା ପାରମ୍ପରିକ ନିରନ୍ତର ପମ୍ପିଂର ସୀମାକୁ ଭାଙ୍ଗିଥାଏ: ବିହନ ପଲ୍ସ ଯେତେବେଳେ ଏହା ଡିସିପେସନ୍ FWM ଥ୍ରେସହୋଲ୍ଡରେ ପହଞ୍ଚିଥାଏ ସେତେବେଳେ ବନ୍ଦ ହୋଇଯାଏ, ଏବଂ ଡିସିପେସନ୍ କ୍ୟାଭିଟି ଲାଭ ଏବଂ କ୍ଷତିର ଗତିଶୀଳ ସନ୍ତୁଳନ ମାଧ୍ୟମରେ ପଲ୍ସର ସ୍ୱ-ସଂଗଠନ ଅବସ୍ଥାକୁ ବଜାୟ ରଖେ, ପଲ୍ସ ପୁନରାବୃତ୍ତି ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି Fs (ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି FF ଏବଂ ଗୁହାର ଅବଧି T ସହିତ ଅନୁରୂପ) ହୋଇଥାଏ।

ଏହି ଅଧ୍ୟୟନଟି ସୈଦ୍ଧାନ୍ତିକ ଯାଞ୍ଚ ମଧ୍ୟ କରିଥିଲା। ପରୀକ୍ଷଣିକ ସେଟଅପରେ ଗ୍ରହଣ କରାଯାଇଥିବା ପାରାମିଟରଗୁଡ଼ିକ ଉପରେ ଆଧାର କରି ଏବଂ 1ps ସହିତଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଷ୍ଟ ପଲ୍ସ ଲେଜରପ୍ରାରମ୍ଭିକ କ୍ଷେତ୍ର ଭାବରେ, ଲେଜର ଗହ୍ବର ମଧ୍ୟରେ ପଲ୍ସର ସମୟ କ୍ଷେତ୍ର ଏବଂ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସିର ବିବର୍ତ୍ତନ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଉପରେ ସାଂଖ୍ୟିକ ସିମୁଲେସନ୍ କରାଯାଇଥିଲା। ଏହା ଜଣାପଡିଥିଲା ​​ଯେ ପଲ୍ସ ତିନୋଟି ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଦେଇ ଗତି କରିଥିଲା: ପଲ୍ସ ବିଭାଜନ, ପଲ୍ସ ପର୍ଯ୍ୟାୟଗତ ଦୋଳନ, ଏବଂ ସମଗ୍ର ଲେଜର ଗହ୍ବରରେ ପଲ୍ସର ସମାନ ବଣ୍ଟନ। ଏହି ସାଂଖ୍ୟିକ ଫଳାଫଳ ମଧ୍ୟ ସ୍ୱ-ସଂଗଠିତ ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟଗୁଡ଼ିକୁ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଭାବରେ ଯାଞ୍ଚ କରେ।ପଲ୍ସ ଲେଜର.

ଅଲ୍ଟ୍ରାଫାଷ୍ଟ ସିଡ୍ ପଲ୍ସ ଇଗ୍ନିସନ୍ ମାଧ୍ୟମରେ ଡିସିପେଟିଭ୍ ଫାଇବର ରିଙ୍ଗ କ୍ୟାଭିଟି ମଧ୍ୟରେ ଚାରି-ତରଙ୍ଗ ମିଶ୍ରଣ ପ୍ରଭାବକୁ ଟ୍ରିଗର କରି, ସବ୍-THZ ଅଲ୍ଟ୍ରା-ହାଇ ରିପିଟେସନ୍ ଫ୍ରିକ୍ୱେନ୍ସି ପଲ୍ସର ସ୍ୱୟଂ-ସଂଗଠିତ ଜେନେରେସନ୍ ଏବଂ ରକ୍ଷଣାବେକ୍ଷଣ (ସିଡ୍ ବନ୍ଦ କରିବା ପରେ 0.5W ପାୱାରର ସ୍ଥିର ଆଉଟପୁଟ୍) ସଫଳତାର ସହିତ ହାସଲ କରାଯାଇଥିଲା, ଯାହା ଲିଡାର୍ କ୍ଷେତ୍ର ପାଇଁ ଏକ ନୂତନ ପ୍ରକାରର ଆଲୋକ ଉତ୍ସ ପ୍ରଦାନ କରିଥିଲା: ଏହାର ସବ୍-THZ ସ୍ତରର ରିଫ୍ରେକ୍ୱେନ୍ସି ପଏଣ୍ଟ କ୍ଲାଉଡ୍ ରିଜୋଲ୍ୟୁସନ୍କୁ ମିଲିମିଟର ସ୍ତରକୁ ବୃଦ୍ଧି କରିପାରିବ। ପଲ୍ସ ସ୍ୱୟଂ-ନିରନ୍ତର ବୈଶିଷ୍ଟ୍ୟ ସିଷ୍ଟମ୍ ଶକ୍ତି ବ୍ୟବହାରକୁ ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଭାବରେ ହ୍ରାସ କରିଥାଏ। ସମସ୍ତ ଫାଇବର ଗଠନ 1.5 μm ଆଖି ସୁରକ୍ଷା ବ୍ୟାଣ୍ଡରେ ଉଚ୍ଚ ସ୍ଥିରତା କାର୍ଯ୍ୟକୁ ନିଶ୍ଚିତ କରେ। ଭବିଷ୍ୟତକୁ ଦୃଷ୍ଟିରେ ରଖି, ଏହି ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ଯାନ-ସ୍ଥାପିତ ଲିଡାରର ବିକାଶକୁ କ୍ଷୁଦ୍ରକରଣ (MZI ମାଇକ୍ରୋ-ଫିଲ୍ଟର ଉପରେ ଆଧାରିତ) ଏବଂ ଦୀର୍ଘ-ପରିସୀମା ଚିହ୍ନଟ (1W > ପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ଶକ୍ତି ବିସ୍ତାର) ଆଡକୁ ଠେଲିବ ଏବଂ ବହୁ-ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ ସମନ୍ୱିତ ଇଗ୍ନିସନ୍ ଏବଂ ବୁଦ୍ଧିମାନ ନିୟନ୍ତ୍ରଣ ମାଧ୍ୟମରେ ଜଟିଳ ପରିବେଶର ଧାରଣା ଆବଶ୍ୟକତାକୁ ଆହୁରି ଅନୁକୂଳ କରିବ ବୋଲି ଆଶା କରାଯାଉଛି।