បច្ចេកវិទ្យាឡាស៊ែរទទឹងបន្ទាត់តូចចង្អៀត ផ្នែកទីពីរ

បច្ចេកវិទ្យាឡាស៊ែរទទឹងបន្ទាត់តូចចង្អៀត ផ្នែកទីពីរ

(៣)ឡាស៊ែរស្ថានភាពរឹង

នៅឆ្នាំ 1960 ឡាស៊ែរ Ruby ដំបូងគេរបស់ពិភពលោកគឺជាឡាស៊ែរសភាពរឹង ដែលត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយថាមពលទិន្នផលខ្ពស់ និងការគ្របដណ្តប់រលកពន្លឺកាន់តែទូលំទូលាយ។ រចនាសម្ព័ន្ធលំហតែមួយគត់នៃឡាស៊ែរសភាពរឹងធ្វើឱ្យវាកាន់តែមានភាពបត់បែនក្នុងការរចនាទិន្នផលទទឹងបន្ទាត់តូចចង្អៀត។ បច្ចុប្បន្ននេះ វិធីសាស្រ្តសំខាន់ៗដែលបានអនុវត្តរួមមាន វិធីសាស្រ្តប្រហោងខ្លី វិធីសាស្រ្តប្រហោងរង្វង់មួយផ្លូវ វិធីសាស្រ្តស្តង់ដារក្នុងប្រហោង វិធីសាស្រ្តប្រហោងរបៀបប៉ោលរមួល វិធីសាស្រ្តក្រឡាចត្រង្គបរិមាណ Bragg និងវិធីសាស្រ្តចាក់គ្រាប់ពូជ។

រូបភាពទី 7 បង្ហាញពីរចនាសម្ព័ន្ធនៃឡាស៊ែរស្ថានភាពរឹងរបៀបបណ្តោយតែមួយធម្មតាជាច្រើន។

រូបភាពទី 7(ក) បង្ហាញពីគោលការណ៍ការងារនៃការជ្រើសរើសរបៀបបណ្តោយតែមួយដោយផ្អែកលើស្តង់ដារ FP ក្នុងប្រហោង ពោលគឺវិសាលគមបញ្ជូនទទឹងបន្ទាត់តូចចង្អៀតនៃស្តង់ដារត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើនការបាត់បង់នៃរបៀបបណ្តោយផ្សេងទៀត ដូច្នេះរបៀបបណ្តោយផ្សេងទៀតត្រូវបានត្រងចេញនៅក្នុងដំណើរការប្រកួតប្រជែងរបៀបដោយសារតែការបញ្ជូនតូចរបស់វា ដើម្បីសម្រេចបាននូវប្រតិបត្តិការរបៀបបណ្តោយតែមួយ។ លើសពីនេះ ជួរជាក់លាក់នៃទិន្នផលលៃតម្រូវរលកអាចទទួលបានដោយការគ្រប់គ្រងមុំ និងសីតុណ្ហភាពនៃស្តង់ដារ FP និងការផ្លាស់ប្តូរចន្លោះពេលរបៀបបណ្តោយ។ រូបភាពទី 7(ខ) និង (គ) បង្ហាញពីលំយោលរង្វង់មិនមែនប្លង់ (NPRO) និងវិធីសាស្ត្រប្រហោងរបៀបប៉ោលរមួលដែលប្រើដើម្បីទទួលបានទិន្នផលរបៀបបណ្តោយតែមួយ។ គោលការណ៍ការងារគឺដើម្បីធ្វើឱ្យធ្នឹមរីករាលដាលក្នុងទិសដៅតែមួយនៅក្នុងឧបករណ៍បំពងសំឡេង លុបបំបាត់ការចែកចាយលំហមិនស្មើគ្នានៃចំនួនភាគល្អិតបញ្ច្រាសនៅក្នុងប្រហោងរលកឈរធម្មតា ហើយដូច្នេះជៀសវាងឥទ្ធិពលនៃឥទ្ធិពលដុតរន្ធលំហដើម្បីសម្រេចបាននូវទិន្នផលរបៀបបណ្តោយតែមួយ។ គោលការណ៍នៃការជ្រើសរើសរបៀបក្រឡាចត្រង្គ Bragg ភាគច្រើន (VBG) គឺស្រដៀងគ្នាទៅនឹងឡាស៊ែរទទឹងបន្ទាត់តូចចង្អៀត semiconductor និង fiber ដែលបានរៀបរាប់ខាងលើ ពោលគឺដោយប្រើ VBG ជាធាតុតម្រង ដោយផ្អែកលើការជ្រើសរើសវិសាលគមល្អ និងការជ្រើសរើសមុំរបស់វា លំយោលនឹងរំញ័រនៅរលកពន្លឺ ឬក្រុមជាក់លាក់មួយ ដើម្បីសម្រេចបានតួនាទីនៃការជ្រើសរើសរបៀបបណ្តោយ ដូចបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 7(ឃ)។
ក្នុងពេលជាមួយគ្នានេះ វិធីសាស្ត្រជ្រើសរើសរបៀបបណ្តោយជាច្រើនអាចត្រូវបានផ្សំតាមតម្រូវការ ដើម្បីបង្កើនភាពត្រឹមត្រូវនៃការជ្រើសរើសរបៀបបណ្តោយ បង្រួមទទឹងបន្ទាត់បន្ថែមទៀត ឬបង្កើនអាំងតង់ស៊ីតេនៃការប្រកួតប្រជែងរបៀបដោយណែនាំការបំលែងប្រេកង់មិនមែនលីនេអ៊ែរ និងមធ្យោបាយផ្សេងទៀត និងពង្រីករលកពន្លឺទិន្នផលនៃឡាស៊ែរ ខណៈពេលកំពុងដំណើរការក្នុងទទឹងបន្ទាត់តូចចង្អៀត ដែលពិបាកធ្វើសម្រាប់...ឡាស៊ែរ​ស៊ីមីកុងដុកទ័រនិងឡាស៊ែរជាតិសរសៃ.

(4) ឡាស៊ែរ Brillouin

ឡាស៊ែរ Brillouin ត្រូវបានផ្អែកលើឥទ្ធិពលខ្ចាត់ខ្ចាយ Brillouin ដែលជំរុញ (SBS) ដើម្បីទទួលបានបច្ចេកវិទ្យាទិន្នផលទទឹងបន្ទាត់តូចចង្អៀត គោលការណ៍របស់វាគឺតាមរយៈហ្វូតុង និងអន្តរកម្មវាលសូរស័ព្ទខាងក្នុង ដើម្បីបង្កើតការផ្លាស់ប្តូរប្រេកង់ជាក់លាក់នៃហ្វូតុង Stokes ហើយត្រូវបានពង្រីកជាបន្តបន្ទាប់នៅក្នុងកម្រិតបញ្ជូនការកើនឡើង។

រូបភាពទី 8 បង្ហាញដ្យាក្រាមកម្រិតនៃការបំលែង SBS និងរចនាសម្ព័ន្ធមូលដ្ឋាននៃឡាស៊ែរ Brillouin។

ដោយសារតែប្រេកង់រំញ័រទាបនៃវាលសូរស័ព្ទ ការផ្លាស់ប្តូរប្រេកង់ Brillouin នៃសម្ភារៈជាធម្មតាមានត្រឹមតែ 0.1-2 cm-1 ប៉ុណ្ណោះ ដូច្នេះជាមួយនឹងឡាស៊ែរ 1064 nm ជាពន្លឺបូម រលក Stokes ដែលបង្កើតជាញឹកញាប់មានត្រឹមតែប្រហែល 1064.01 nm ប៉ុណ្ណោះ ប៉ុន្តែនេះក៏មានន័យថាប្រសិទ្ធភាពបំលែងកង់ទិចរបស់វាគឺខ្ពស់ខ្លាំងណាស់ (រហូតដល់ 99.99% តាមទ្រឹស្តី)។ លើសពីនេះ ដោយសារតែទទឹងបន្ទាត់ទទួលបាន Brillouin នៃឧបករណ៍ផ្ទុកជាធម្មតាមានលំដាប់ MHZ-ghz ប៉ុណ្ណោះ (ទទឹងបន្ទាត់ទទួលបាន Brillouin នៃឧបករណ៍ផ្ទុករឹងមួយចំនួនមានត្រឹមតែប្រហែល 10 MHz ប៉ុណ្ណោះ) វាតិចជាងទទឹងបន្ទាត់ទទួលបាននៃសារធាតុធ្វើការឡាស៊ែរប្រហែល 100 GHz ដូច្នេះ Stokes ដែលរំភើបនៅក្នុងឡាស៊ែរ Brillouin អាចបង្ហាញបាតុភូតវិសាលគមតូចចង្អៀតជាក់ស្តែងបន្ទាប់ពីការពង្រីកច្រើនដងនៅក្នុងប្រហោង ហើយទទឹងបន្ទាត់ទិន្នផលរបស់វាគឺតូចចង្អៀតជាងទទឹងបន្ទាត់បូមជាច្រើនលំដាប់។ បច្ចុប្បន្ននេះ ឡាស៊ែរ Brillouin បានក្លាយជាចំណុចក្តៅស្រាវជ្រាវមួយក្នុងវិស័យហ្វូតូនិក ហើយមានរបាយការណ៍ជាច្រើនស្តីពីលំដាប់ Hz និង sub-Hz នៃទិន្នផលទទឹងបន្ទាត់តូចចង្អៀតខ្លាំង។

ក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ ឧបករណ៍ Brillouin ដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធ waveguide បានលេចចេញជារូបរាងនៅក្នុងវិស័យមីក្រូវ៉េវហ្វូតូនិកហើយកំពុងអភិវឌ្ឍយ៉ាងឆាប់រហ័សក្នុងទិសដៅនៃការបង្រួមទំហំ ការរួមបញ្ចូលខ្ពស់ និងគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់ជាង។ លើសពីនេះ ឡាស៊ែរ Brillouin ដែលដំណើរការក្នុងលំហអាកាស ដែលផ្អែកលើវត្ថុធាតុគ្រីស្តាល់ថ្មីដូចជាពេជ្រ ក៏បានចូលទៅក្នុងចក្ខុវិស័យរបស់មនុស្សក្នុងរយៈពេលពីរឆ្នាំកន្លងមកនេះផងដែរ របកគំហើញថ្មីរបស់វានៅក្នុងថាមពលនៃរចនាសម្ព័ន្ធ waveguide និង bottleneck SBS ដែលមានលក្ខណៈជា cascade ថាមពលរបស់ឡាស៊ែរ Brillouin ដល់ 10 W ដែលដាក់គ្រឹះសម្រាប់ពង្រីកការអនុវត្តរបស់វា។
ចំណុចប្រសព្វទូទៅ
ជាមួយនឹងការរុករកចំណេះដឹងទំនើបៗជាបន្តបន្ទាប់ ឡាស៊ែរទទឹងបន្ទាត់តូចចង្អៀតបានក្លាយជាឧបករណ៍ដែលមិនអាចខ្វះបានក្នុងការស្រាវជ្រាវវិទ្យាសាស្ត្រជាមួយនឹងដំណើរការដ៏ល្អឥតខ្ចោះរបស់វា ដូចជាឧបករណ៍វាស់ស្ទង់ឡាស៊ែរ LIGO សម្រាប់ការរកឃើញរលកទំនាញ ដែលប្រើទទឹងបន្ទាត់តូចចង្អៀតប្រេកង់តែមួយ។ឡាស៊ែរជាមួយនឹងរលកពន្លឺ 1064 nm ជាប្រភពគ្រាប់ពូជ ហើយទទឹងបន្ទាត់នៃពន្លឺគ្រាប់ពូជស្ថិតនៅក្នុងរង្វង់ 5 kHz។ លើសពីនេះ ឡាស៊ែរទទឹងតូចចង្អៀត ជាមួយនឹងរលកពន្លឺដែលអាចលៃតម្រូវបាន និងគ្មានការលោតរបៀប ក៏បង្ហាញពីសក្តានុពលនៃការអនុវត្តដ៏អស្ចារ្យផងដែរ ជាពិសេសនៅក្នុងការទំនាក់ទំនងដែលស៊ីសង្វាក់គ្នា ដែលអាចបំពេញតម្រូវការនៃការបម្លែងរលកពន្លឺ (WDM) ឬបម្លែងប្រេកង់ (FDM) សម្រាប់សមត្ថភាពបម្លែងរលកពន្លឺ (ឬប្រេកង់) ហើយត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងក្លាយជាឧបករណ៍ស្នូលនៃបច្ចេកវិទ្យាទំនាក់ទំនងចល័តជំនាន់ក្រោយ។
នាពេលអនាគត ការច្នៃប្រឌិតថ្មីនៃសម្ភារៈឡាស៊ែរ និងបច្ចេកវិទ្យាដំណើរការនឹងជំរុញបន្ថែមទៀតនូវការបង្រួមទទឹងខ្សែឡាស៊ែរ ការកែលម្អស្ថេរភាពប្រេកង់ ការពង្រីកជួររលក និងការកែលម្អថាមពល ដែលបើកផ្លូវសម្រាប់ការរុករកពិភពលោកដែលមិនស្គាល់របស់មនុស្ស។