បច្ចេកវិទ្យាឡាស៊ែរទំហំតូចចង្អៀត ផ្នែកទីពីរ

បច្ចេកវិទ្យាឡាស៊ែរទំហំតូចចង្អៀត ផ្នែកទីពីរ

(3)ឡាស៊ែររដ្ឋរឹង

នៅឆ្នាំ 1960 ឡាស៊ែរត្បូងទទឹមដំបូងបង្អស់របស់ពិភពលោកគឺជាឡាស៊ែររដ្ឋរឹង ដែលកំណត់លក្ខណៈដោយថាមពលទិន្នផលខ្ពស់ និងការគ្របដណ្ដប់រលកវែងជាង។ រចនាសម្ព័នលំហតែមួយគត់នៃឡាស៊ែររដ្ឋរឹង ធ្វើឱ្យវាកាន់តែមានភាពបត់បែនក្នុងការរចនានៃទិន្នផលបន្ទាត់តូចចង្អៀត។ នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ វិធីសាស្រ្តសំខាន់ៗដែលត្រូវបានអនុវត្តរួមមានវិធីសាស្ត្របែហោងធ្មែញខ្លី វិធីសាស្ត្របែហោងធ្មែញមួយផ្លូវ វិធីសាស្ត្រស្តង់ដារ intracavity វិធីសាស្ត្របែហោងធ្មែញរបៀបប៉ោលរមួល វិធីសាស្ត្រប្រោសប្រភាគកម្រិតសំឡេង និងវិធីសាស្ត្រចាក់គ្រាប់ពូជ។

រូបភាពទី 7 បង្ហាញពីរចនាសម្ព័ននៃឡាស៊ែរសភាពរឹងតែមួយទម្រង់បណ្តោយធម្មតា។

រូបភាពទី 7(a) បង្ហាញពីគោលការណ៍ការងារនៃការជ្រើសរើសរបៀបបណ្តោយតែមួយដោយផ្អែកលើស្តង់ដារ FP ក្នុងបែហោងធ្មែញ ពោលគឺវិសាលគមបញ្ជូនខ្សែទទឹងតូចចង្អៀតនៃស្តង់ដារត្រូវបានប្រើប្រាស់ដើម្បីបង្កើនការបាត់បង់នៃទម្រង់បណ្តោយផ្សេងទៀត ដូច្នេះរបៀបបណ្តោយផ្សេងទៀតត្រូវបានច្រោះចេញក្នុងដំណើរការប្រកួតប្រជែងរបៀបដោយសារតែការបញ្ជូនតូចរបស់ពួកគេ ដើម្បីសម្រេចបាននូវប្រតិបត្តិការរយៈពេលវែង។ លើសពីនេះ ជួរជាក់លាក់នៃទិន្នផលការលៃតម្រូវប្រវែងរលកអាចទទួលបានដោយការគ្រប់គ្រងមុំ និងសីតុណ្ហភាពនៃស្តង់ដារ FP និងការផ្លាស់ប្តូរចន្លោះពេលទម្រង់បណ្តោយ។ រូបភព។ 7(b) និង (c) បង្ហាញឧបករណ៍លំយោលនៃរង្វង់មិនមែនplanar (NPRO) និងវិធីសាស្ត្របែហោងធ្មែញរបៀបប៉ោលដែលប្រើដើម្បីទទួលលទ្ធផលនៃទម្រង់បណ្តោយតែមួយ។ គោលការណ៍ការងារគឺដើម្បីធ្វើឱ្យធ្នឹមផ្សព្វផ្សាយក្នុងទិសដៅតែមួយនៅក្នុង resonator មានប្រសិទ្ធភាពលុបបំបាត់ការចែកចាយលំហមិនស្មើគ្នានៃចំនួនភាគល្អិតបញ្ច្រាសនៅក្នុងបែហោងធ្មែញរលកធម្មតាហើយដូច្នេះជៀសវាងឥទ្ធិពលនៃការដុតរន្ធ spatial ដើម្បីសម្រេចបាននូវលទ្ធផលទម្រង់បណ្តោយតែមួយ។ គោលការណ៍នៃការជ្រើសរើសរបៀប Bragg grating (VBG) ភាគច្រើនគឺស្រដៀងគ្នាទៅនឹងឡាស៊ែរ semiconductor និង fiber wide line-width lasers ដែលបានរៀបរាប់ពីមុន នោះគឺដោយប្រើ VBG ជាធាតុតម្រង ដោយផ្អែកលើការជ្រើសរើសវិសាលគមល្អ និងការជ្រើសរើសមុំរបស់វា លំយោលយោលនៅរលកពន្លឺ ឬក្រុមតន្រ្តីជាក់លាក់មួយ ដើម្បីសម្រេចបាននូវតួនាទីនៃជម្រើសបណ្តោយដូចបង្ហាញក្នុងទម្រង់ 7)។
ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ វិធីសាស្ត្រជ្រើសរើសទម្រង់បណ្តោយជាច្រើនអាចត្រូវបានបញ្ចូលគ្នាតាមតម្រូវការដើម្បីកែលម្អភាពត្រឹមត្រូវនៃការជ្រើសរើសទម្រង់បណ្តោយ បង្រួមជួរបន្ទាត់បន្ថែម ឬបង្កើនអាំងតង់ស៊ីតេនៃការប្រកួតប្រជែងដោយការណែនាំការបំប្លែងប្រេកង់មិនលីនេអ៊ែរ និងមធ្យោបាយផ្សេងទៀត និងពង្រីករលកលទ្ធផលនៃឡាស៊ែរនៅពេលដំណើរការក្នុងជួរតូចចង្អៀត ដែលពិបាកធ្វើសម្រាប់ឡាស៊ែរ semiconductorនិងឡាស៊ែរជាតិសរសៃ.

(4) ឡាស៊ែរ Brillouin

ឡាស៊ែរ Brillouin ត្រូវបានផ្អែកលើឥទ្ធិពល Brillouin scattering (SBS) ដែលត្រូវបានជំរុញ ដើម្បីទទួលបានសំលេងរំខានទាប បច្ចេកវិទ្យាទិន្នផលបន្ទាត់តូចចង្អៀត គោលការណ៍របស់វាគឺតាមរយៈ photon និងអន្តរកម្មផ្នែកសូរស័ព្ទខាងក្នុងដើម្បីបង្កើតការផ្លាស់ប្តូរប្រេកង់ជាក់លាក់នៃ Stokes photons ហើយត្រូវបានពង្រីកជាបន្តបន្ទាប់នៅក្នុងកម្រិតបញ្ជូនទទួលបាន។

រូបភាពទី 8 បង្ហាញពីដ្យាក្រាមកម្រិតនៃការបំប្លែង SBS និងរចនាសម្ព័ន្ធមូលដ្ឋាននៃឡាស៊ែរ Brillouin ។

ដោយសារតែប្រេកង់រំញ័រទាបនៃវាលសូរស័ព្ទ ការផ្លាស់ប្តូរប្រេកង់ Brillouin នៃសម្ភារៈជាធម្មតាមានត្រឹមតែ 0.1-2 cm-1 ដូច្នេះជាមួយនឹងឡាស៊ែរ 1064 nm ជាពន្លឺបូម រលក Stokes ដែលបង្កើតបានច្រើនតែប្រហែល 1064.01 nm ប៉ុន្តែនេះក៏មានន័យថា ប្រសិទ្ធភាពនៃការបំប្លែង 9% ទៅ 9% ខ្ពស់របស់វាផងដែរ។ លើសពីនេះទៀតដោយសារតែ Brillouin ទទួលបាន linewidth នៃមធ្យមគឺគ្រាន់តែជាលំដាប់នៃ MHZ-ghz (ការកើនឡើង Brillouin linewidth នៃប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយរឹងមួយចំនួនគឺប្រហែល 10 MHz) វាតិចជាងឆ្ងាយជាងការទទួលបាន linewidth នៃសារធាតុការងារឡាស៊ែរនៃលំដាប់នៃ 100 GHz ដូច្នេះ Stokes រំភើបនៅក្នុង Brillouin ពង្រីក ឡាស៊ែរ ភាពច្បាស់លាស់ និងអាចបង្ហាញយ៉ាងច្បាស់ ទទឹងបន្ទាត់ទិន្នផលរបស់វាគឺមានលំដាប់ជាច្រើននៃរ៉ិចទ័រតូចចង្អៀតជាងទទឹងបន្ទាត់បូម។ នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ ឡាស៊ែរ Brillouin បានក្លាយជាចំណុចក្តៅនៃការស្រាវជ្រាវនៅក្នុងវិស័យ photonics ហើយមានរបាយការណ៍ជាច្រើនអំពីលំដាប់ Hz និង sub-Hz នៃទិន្នផលបន្ទាត់ចង្អៀតបំផុត។

ក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះឧបករណ៍ Brillouin ដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធរលកបានលេចឡើងនៅក្នុងវិស័យមីក្រូហ្វូនិកនិងកំពុងអភិវឌ្ឍយ៉ាងឆាប់រហ័សក្នុងទិសដៅនៃខ្នាតតូច ការរួមបញ្ចូលខ្ពស់ និងគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់។ លើសពីនេះ ឡាស៊ែរ Brillouin ដែលកំពុងដំណើរការក្នុងលំហ ដោយផ្អែកលើសម្ភារៈគ្រីស្តាល់ថ្មី ដូចជាពេជ្រក៏បានចូលទៅក្នុងចក្ខុវិស័យរបស់មនុស្សក្នុងរយៈពេល 2 ឆ្នាំចុងក្រោយនេះ របកគំហើញច្នៃប្រឌិតថ្មីរបស់វានៅក្នុងថាមពលនៃរចនាសម្ព័ន្ធរលក និងខ្សែបិទ SBS ថាមពលនៃឡាស៊ែរ Brillouin ដល់កម្រិត 10 W ដែលជាមូលដ្ឋានគ្រឹះសម្រាប់ពង្រីកកម្មវិធីរបស់វា។
ប្រសព្វទូទៅ
ជាមួយនឹងការរុករកជាបន្តបន្ទាប់នៃចំណេះដឹងដ៏ទំនើប ឡាស៊ែរដែលមានទទឹងបន្ទាត់តូចចង្អៀតបានក្លាយទៅជាឧបករណ៍ដែលមិនអាចខ្វះបានក្នុងការស្រាវជ្រាវវិទ្យាសាស្ត្រជាមួយនឹងដំណើរការដ៏ល្អឥតខ្ចោះរបស់ពួកគេ ដូចជាឡាស៊ែរ interferometer LIGO សម្រាប់ការរកឃើញរលកទំនាញ ដែលប្រើខ្សែបន្ទាត់តូចចង្អៀតដែលមានប្រេកង់តែមួយ។ឡាស៊ែរជាមួយនឹងរលកចម្ងាយ 1064 nm ជាប្រភពគ្រាប់ពូជ ហើយទទឹងបន្ទាត់នៃពន្លឺគ្រាប់ពូជគឺស្ថិតនៅក្នុងរង្វង់ 5 kHz ។ លើសពីនេះ ឡាស៊ែរទទឹងតូចចង្អៀតដែលមានរលកប្រវែងអាចលៃតម្រូវបាន និងគ្មានរបៀបលោតក៏បង្ហាញពីសក្តានុពលកម្មវិធីដ៏អស្ចារ្យផងដែរ ជាពិសេសនៅក្នុងទំនាក់ទំនងដែលស៊ីសង្វាក់គ្នា ដែលអាចបំពេញបានយ៉ាងល្អឥតខ្ចោះនូវតម្រូវការនៃការគុណបែងចែករលក (WDM) ឬពហុគុណបែងចែកប្រេកង់ (FDM) សម្រាប់រលកពន្លឺ (ឬប្រេកង់) ដែលអាចសម្រួលបាន ហើយត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងក្លាយជាឧបករណ៍ស្នូលនៃទំនាក់ទំនងចល័តជំនាន់ក្រោយ។
នៅពេលអនាគត ការច្នៃប្រឌិតថ្មីនៃសម្ភារៈឡាស៊ែរ និងបច្ចេកវិទ្យាកែច្នៃនឹងលើកកម្ពស់បន្ថែមទៀតនូវការបង្រួមនៃបន្ទាត់ឡាស៊ែរ ការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវស្ថេរភាពប្រេកង់ ការពង្រីកជួររលក និងការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនៃថាមពល ត្រួសត្រាយផ្លូវសម្រាប់ការរុករករបស់មនុស្សនៃពិភពលោកដែលមិនស្គាល់។