အလွန်မြင့်မားသော ထပ်ခါတလဲလဲနှုန်း ပဲ့တင်ထပ်သည့် လေဆာ

အလွန်မြင့်မားသော ထပ်ခါတလဲလဲနှုန်း ပဲ့တင်ထပ်သည့် လေဆာ

အလင်းနှင့် အရာဝတ္ထုအကြား အပြန်အလှန် ဆက်သွယ်မှု၏ အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းဖြင့်သာ မြင်နိုင်သော ကမ္ဘာတွင်၊ ultra-high repetition rate pulses (UHRPs) များသည် အချိန်၏ တိကျသော အုပ်စိုးရှင်များအဖြစ် လုပ်ဆောင်သည် - ၎င်းတို့သည် တစ်စက္ကန့်လျှင် ဘီလီယံကြိမ် (1GHz) ထက်ပိုမို လှုပ်ရှားပြီး spectral imaging တွင် ကင်ဆာဆဲလ်များ၏ မော်လီကျူးလက်ဗွေရာများကို ဖမ်းယူခြင်း၊ optical fiber ဆက်သွယ်ရေးတွင် များပြားလှသော အချက်အလက်များကို သယ်ဆောင်ခြင်းနှင့် တယ်လီစကုပ်များတွင် ကြယ်များ၏ wavelength ကိုဩဒိနိတ်များကို ချိန်ညှိခြင်းတို့ ပြုလုပ်ကြသည်။ အထူးသဖြင့် lidar ၏ ထောက်လှမ်းမှု အတိုင်းအတာ ခုန်ပျံကျော်လွှားမှုတွင်၊ terahertz ultra-high repetition rate pulsed lasers (100-300 GHz) များသည် interference layer ကို ထိုးဖောက်ရန် အစွမ်းထက်သော ကိရိယာများ ဖြစ်လာပြီး photon level တွင် spatiotemporal manipulation power ဖြင့် three-dimensional perception ၏ နယ်နိမိတ်များကို ပြန်လည်ပုံဖော်သည်။ လက်ရှိတွင်၊ four-wave mixing (FWM) ထုတ်လုပ်ရန် nanoscale processing accuracy လိုအပ်သော micro-ring cavities များကဲ့သို့သော artificial microstructures များကို အသုံးပြုခြင်းသည် ultra-high repetition rate optical pulses များ ရရှိရန် အဓိကနည်းလမ်းများထဲမှ တစ်ခုဖြစ်သည်။ သိပ္ပံပညာရှင်များသည် ultra-fine structures များကို လုပ်ဆောင်ခြင်းတွင် အင်ဂျင်နီယာပြဿနာများ၊ pulse initiation အတွင်း frequency tuning ပြဿနာနှင့် pulse generation ပြီးနောက် conversion efficiency ပြဿနာကို ဖြေရှင်းရန် အာရုံစိုက်နေကြသည်။ နောက်ထပ်နည်းလမ်းတစ်ခုကတော့ မြင့်မားတဲ့ nonlinear fiber တွေကိုသုံးပြီး UHRP တွေကိုလှုံ့ဆော်ဖို့ laser cavity ထဲက modulation instability effect ဒါမှမဟုတ် FWM effect ကိုသုံးဖို့ပါ။ အခုထိတော့ ပိုပြီးကျွမ်းကျင်တဲ့ “time shaper” တစ်ယောက် လိုအပ်နေဆဲပါ။

dissipative FWM effect ကို လှုံ့ဆော်ရန်အတွက် ultrafast pulses များကို ထိုးသွင်းခြင်းဖြင့် UHRP ထုတ်လုပ်သည့် လုပ်ငန်းစဉ်ကို "ultrafast ignition" ဟု ဖော်ပြထားသည်။ စဉ်ဆက်မပြတ် pumping လုပ်ခြင်း၊ pulse generation ကို ထိန်းချုပ်ရန် detuning ကို တိကျစွာ ချိန်ညှိခြင်းနှင့် FWM threshold ကို လျှော့ချရန် highly nonlinear media ကို အသုံးပြုခြင်း လိုအပ်သည့် အထက်ဖော်ပြပါ artificial microring cavity အစီအစဉ်နှင့် မတူညီသော၊ ဤ "ignition" သည် FWM ကို တိုက်ရိုက်လှုံ့ဆော်ရန် ultrafast pulses များ၏ peak power ဝိသေသလက္ခဏာများပေါ်တွင် မူတည်ပြီး "ignition off" ပြီးနောက်၊ self-sustaining UHRP ကို ​​ရရှိသည်။

ပုံ ၁ တွင် dissipative fiber ring cavities များ၏ အလွန်မြန်ဆန်သော seed pulse excitation ကိုအခြေခံ၍ pulse self-organization ကိုရရှိရန် အဓိကယန္တရားကို ဖော်ပြထားသည်။ ပြင်ပမှထိုးသွင်းထားသော အလွန်တိုတောင်းသော seed pulse (period T0၊ repetition frequency F) သည် dissipation cavity အတွင်းရှိ high-power pulse field ကိုလှုံ့ဆော်ရန် "ignition source" အဖြစ်ဆောင်ရွက်သည်။ intracellular gain module သည် spectral shaper နှင့် synergy ဖြင့်လုပ်ဆောင်ပြီး time-frequency domain တွင် joint regulation မှတစ်ဆင့် seed pulse စွမ်းအင်ကို comb-shaped spectral response အဖြစ်ပြောင်းလဲပေးသည်။ ဤလုပ်ငန်းစဉ်သည် ရိုးရာ continuous pumping ၏ ကန့်သတ်ချက်များကို ချိုးဖောက်သည်- seed pulse သည် dissipation FWM threshold သို့ရောက်ရှိသောအခါ ပိတ်သွားပြီး dissipation cavity သည် gain နှင့် loss ၏ dynamic balance မှတစ်ဆင့် pulse ၏ self-organizing state ကိုထိန်းသိမ်းထားပြီး pulse repetition frequency သည် Fs (cavity ၏ intrinsic frequency FF နှင့် period T နှင့်ကိုက်ညီသည်) ဖြစ်သည်။

ဤလေ့လာမှုသည် သီအိုရီဆိုင်ရာ အတည်ပြုချက်ကိုလည်း ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ စမ်းသပ်မှု setup တွင် အသုံးပြုထားသော parameters များအပေါ် အခြေခံ၍ 1ps ဖြင့်အလွန်မြန်သော pulse laserကနဦးလယ်ကွင်းအနေဖြင့်၊ လေဆာအခေါင်းအတွင်းရှိ pulse ၏ အချိန်ဒိုမိန်းနှင့် ကြိမ်နှုန်း၏ ဆင့်ကဲဖြစ်စဉ်အပေါ် ဂဏန်းသင်္ချာဆိုင်ရာ သရုပ်ဖော်မှုကို ပြုလုပ်ခဲ့သည်။ pulse သည် အဆင့်သုံးဆင့်ကို ဖြတ်သန်းသွားကြောင်း တွေ့ရှိခဲ့သည်- pulse splitting၊ pulse periodic oscillation နှင့် laser အခေါင်းတစ်ခုလုံးတွင် pulse uniform distribution။ ဤဂဏန်းသင်္ချာရလဒ်သည် ၏ ကိုယ်တိုင်စီစဉ်နိုင်သော ဝိသေသလက္ခဏာများကိုလည်း အပြည့်အဝ အတည်ပြုပေးသည်။ပဲ့တင်သံလေဆာ.

အလွန်မြန်ဆန်သော seed pulse ignition မှတစ်ဆင့် dissipative fiber ring cavity အတွင်း four-wave mixing effect ကို လှုံ့ဆော်ပေးခြင်းဖြင့်၊ sub-THZ ultra-high repetition frequency pulses များ (seed ပိတ်ပြီးနောက် 0.5W power တည်ငြိမ်စွာထွက်ရှိမှု) ၏ self-organizing generation နှင့် ထိန်းသိမ်းမှုကို အောင်မြင်စွာရရှိခဲ့ပြီး lidar field အတွက် အလင်းအရင်းအမြစ်အသစ်တစ်မျိုးကို ပံ့ပိုးပေးခဲ့သည်- ၎င်း၏ sub-THZ level refrequency သည် point cloud resolution ကို millimeter level အထိ မြှင့်တင်ပေးနိုင်သည်။ pulse self-sustaining feature သည် system energy consistency ကို သိသိသာသာ လျှော့ချပေးသည်။ all-fiber structure သည် 1.5 μm eye safety band တွင် မြင့်မားသော stability operation ကို သေချာစေသည်။ အနာဂတ်ကို မျှော်ကြည့်လျှင် ဤနည်းပညာသည် vehicle-mounted lidar ကို miniaturization (MZI micro-filter များအပေါ်အခြေခံ၍) နှင့် long-range detection (power expansion > 1W) သို့ တိုးတက်ပြောင်းလဲလာစေရန် မောင်းနှင်ရန်နှင့် multi-wavelength coordinated ignition နှင့် intelligent regulation မှတစ်ဆင့် ရှုပ်ထွေးသောပတ်ဝန်းကျင်များ၏ perception လိုအပ်ချက်များကို ပိုမိုလိုက်လျောညီထွေဖြစ်အောင် လုပ်ဆောင်ရန် မျှော်လင့်ရသည်။