අතිශය ඉහළ පුනරාවර්තන අනුපාතයක් සහිත ස්පන්දිත ලේසර්

අතිශය ඉහළ පුනරාවර්තන අනුපාතයක් සහිත ස්පන්දිත ලේසර්

ආලෝකය සහ පදාර්ථය අතර අන්තර්ක්‍රියාවේ ක්ෂුද්‍ර ලෝකයේ, අතිශය ඉහළ පුනරාවර්තන අනුපාත ස්පන්දන (UHRPs) කාලයෙහි නිරවද්‍ය පාලකයන් ලෙස ක්‍රියා කරයි - ඒවා තත්පරයට බිලියනයකට වඩා (1GHz) දෝලනය වන අතර, වර්ණාවලි රූපකරණයේදී පිළිකා සෛලවල අණුක ඇඟිලි සලකුණු ග්‍රහණය කර ගනී, දෘශ්‍ය තන්තු සන්නිවේදනයේ දැවැන්ත දත්ත ප්‍රමාණයක් රැගෙන යයි සහ දුරේක්ෂවල තරු වල තරංග ආයාම ඛණ්ඩාංක ක්‍රමාංකනය කරයි. විශේෂයෙන් ලයිඩාර් හි හඳුනාගැනීමේ මානයේ පිම්මේදී, ටෙරාහර්ට්ස් අතිශය ඉහළ පුනරාවර්තන අනුපාත ස්පන්දන ලේසර් (100-300 GHz) මැදිහත්වීම් ස්ථරයට විනිවිද යාමට බලවත් මෙවලම් බවට පත්වෙමින්, ෆෝටෝන මට්ටමින් අවකාශීය කාලානුරූප හැසිරවීමේ බලය සමඟ ත්‍රිමාණ සංජානනයේ සීමාවන් නැවත සකස් කරයි. වර්තමානයේ, සිව්-තරංග මිශ්‍රණය (FWM) ජනනය කිරීම සඳහා නැනෝ පරිමාණ සැකසුම් නිරවද්‍යතාවය අවශ්‍ය වන ක්ෂුද්‍ර-මුදු කුහර වැනි කෘතිම ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහයන් භාවිතා කිරීම, අතිශය ඉහළ පුනරාවර්තන අනුපාත ප්‍රකාශ ස්පන්දන ලබා ගැනීමේ ප්‍රධාන ක්‍රමවලින් එකකි. අතිශය සියුම් ව්‍යුහයන් සැකසීමේදී ඉංජිනේරු ගැටළු විසඳීම, ස්පන්දන ආරම්භයේදී සංඛ්‍යාත සුසර කිරීමේ ගැටළුව සහ ස්පන්දන උත්පාදනයෙන් පසු පරිවර්තන කාර්යක්ෂමතා ගැටළුව විසඳීම කෙරෙහි විද්‍යාඥයින් අවධානය යොමු කරති. තවත් ප්‍රවේශයක් වන්නේ ඉතා රේඛීය නොවන තන්තු භාවිතා කිරීම සහ UHRPs උද්දීපනය කිරීම සඳහා ලේසර් කුහරය තුළ මොඩියුලේෂන් අස්ථායිතා ආචරණය හෝ FWM ආචරණය භාවිතා කිරීමයි. මෙතෙක්, අපට තවමත් වඩාත් දක්ෂ “කාල හැඩගැස්වීමක්” අවශ්‍ය වේ.

විසර්ජන FWM ආචරණය උද්දීපනය කිරීම සඳහා අතිශය වේගවත් ස්පන්දන එන්නත් කිරීමෙන් UHRP ජනනය කිරීමේ ක්‍රියාවලිය "අති වේගවත් ජ්වලනය" ලෙස විස්තර කෙරේ. අඛණ්ඩ පොම්ප කිරීම, ස්පන්දන උත්පාදනය පාලනය කිරීම සඳහා නිශ්චලනය නිවැරදිව සකස් කිරීම සහ FWM සීමාව අඩු කිරීම සඳහා ඉතා රේඛීය නොවන මාධ්‍ය භාවිතා කිරීම අවශ්‍ය වන ඉහත සඳහන් කළ කෘතිම ක්ෂුද්‍ර වළලු කුහර යෝජනා ක්‍රමයට වඩා වෙනස්ව, මෙම "ජ්වලනය" FWM සෘජුවම උද්දීපනය කිරීම සඳහා අතිශය වේගවත් ස්පන්දනවල උච්ච බල ලක්ෂණ මත රඳා පවතින අතර, "ජ්වලනය අක්‍රිය කිරීමෙන්" පසු, ස්වයං-තිරසාර UHRP ලබා ගනී.

රූප සටහන 1 මඟින් විසර්ජන තන්තු වළලු කුහරවල අතිශය වේගවත් බීජ ස්පන්දන උද්දීපනය මත පදනම්ව ස්පන්දන ස්වයං-සංවිධානය සාක්ෂාත් කර ගැනීමේ මූලික යාන්ත්‍රණය නිරූපණය කෙරේ. බාහිරව එන්නත් කරන ලද අතිශය කෙටි බීජ ස්පන්දනය (කාලසීමාව T0, පුනරාවර්තන සංඛ්‍යාතය F) විසර්ජන කුහරය තුළ අධි බලැති ස්පන්දන ක්ෂේත්‍රයක් උද්දීපනය කිරීම සඳහා "ජ්වලන ප්‍රභවය" ලෙස ක්‍රියා කරයි. කාල-සංඛ්‍යාත වසමේ ඒකාබද්ධ නියාමනය හරහා බීජ ස්පන්දන ශක්තිය පනාව හැඩැති වර්ණාවලි ප්‍රතිචාරයක් බවට පරිවර්තනය කිරීම සඳහා අන්තර් සෛලීය ලාභ මොඩියුලය වර්ණාවලි හැඩකාරකය සමඟ සහයෝගීව ක්‍රියා කරයි. මෙම ක්‍රියාවලිය සාම්ප්‍රදායික අඛණ්ඩ පොම්ප කිරීමේ සීමාවන් බිඳ දමයි: බීජ ස්පන්දනය විසර්ජන FWM එළිපත්තට ළඟා වූ විට වසා දමයි, සහ විසර්ජන කුහරය ස්පන්දන පුනරාවර්තන සංඛ්‍යාතය Fs (කුහරයේ අභ්‍යන්තර සංඛ්‍යාත FF සහ කාල සීමාව T ට අනුරූප වේ) සමඟ ගතික ලාභ සහ අලාභ සමතුලිතතාවය හරහා ස්පන්දනයේ ස්වයං-සංවිධානාත්මක තත්ත්වය පවත්වා ගනී.

මෙම අධ්‍යයනය න්‍යායාත්මක සත්‍යාපනය ද සිදු කරන ලදී. පර්යේෂණාත්මක සැකසුම තුළ අනුගමනය කරන ලද පරාමිතීන් මත පදනම්ව සහ 1ps සමඟඅතිශය වේගවත් ස්පන්දන ලේසර්ආරම්භක ක්ෂේත්‍රය ලෙස, ලේසර් කුහරය තුළ ස්පන්දනයේ කාල වසම සහ සංඛ්‍යාතයේ පරිණාම ක්‍රියාවලිය මත සංඛ්‍යාත්මක අනුකරණයක් සිදු කරන ලදී. ස්පන්දනය අදියර තුනක් හරහා ගිය බව සොයා ගන්නා ලදී: ස්පන්දන බෙදීම, ස්පන්දන ආවර්තිතා දෝලනය සහ සම්පූර්ණ ලේසර් කුහරය පුරා ස්පන්දන ඒකාකාර ව්‍යාප්තිය. මෙම සංඛ්‍යාත්මක ප්‍රතිඵලය ස්වයං-සංවිධානාත්මක ලක්ෂණ ද සම්පූර්ණයෙන්ම සත්‍යාපනය කරයි.ස්පන්දන ලේසර්.

අතිශය වේගවත් බීජ ස්පන්දන ජ්වලනය හරහා විසර්ජන තන්තු වළලු කුහරය තුළ තරංග හතරක මිශ්‍ර කිරීමේ බලපෑම ක්‍රියාත්මක කිරීමෙන්, උප-THZ අතිශය ඉහළ පුනරාවර්තන සංඛ්‍යාත ස්පන්දන (බීජ නිවා දැමීමෙන් පසු 0.5W බලයේ ස්ථායී ප්‍රතිදානය) ස්වයං-සංවිධානය කිරීමේ උත්පාදනය සහ නඩත්තුව සාර්ථකව සාක්ෂාත් කර ගත් අතර, ලයිඩාර් ක්ෂේත්‍රය සඳහා නව ආකාරයේ ආලෝක ප්‍රභවයක් සපයයි: එහි උප-THZ මට්ටමේ ප්‍රතිවර්තනය මඟින් ලක්ෂ්‍ය වලාකුළු විභේදනය මිලිමීටර මට්ටමට වැඩි දියුණු කළ හැකිය. ස්පන්දන ස්වයං-තිරසාර ලක්ෂණය පද්ධති බලශක්ති පරිභෝජනය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කරයි. සියලුම තන්තු ව්‍යුහය 1.5 μm අක්ෂි ආරක්ෂණ කලාපයේ ඉහළ ස්ථායිතා ක්‍රියාකාරිත්වය සහතික කරයි. අනාගතය දෙස බලන විට, මෙම තාක්ෂණය කුඩාකරණය (MZI ක්ෂුද්‍ර පෙරහන් මත පදනම්ව) සහ දිගු දුර හඳුනාගැනීම (බල ප්‍රසාරණය > 1W දක්වා) දෙසට වාහන සවිකර ඇති ලයිඩාර් පරිණාමය මෙහෙයවනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ, සහ බහු-තරංග ආශ්‍රිත සම්බන්ධීකරණ ජ්වලනය සහ බුද්ධිමත් නියාමනය හරහා සංකීර්ණ පරිසරයන්හි සංජානන අවශ්‍යතාවලට තවදුරටත් අනුගත වනු ඇත.