ទិដ្ឋភាពទូទៅនៃឡាស៊ែរជីពចរ

ទិដ្ឋភាពទូទៅនៃឡាស៊ែរជីពចរ

វិធីផ្ទាល់បំផុតដើម្បីបង្កើតឡាស៊ែរpulses គឺដើម្បីបន្ថែម modulator ទៅខាងក្រៅនៃឡាស៊ែរបន្ត។ វិធីសាស្រ្តនេះអាចបង្កើតជីពចរ picosecond លឿនបំផុត ទោះបីជាសាមញ្ញ ប៉ុន្តែថាមពលពន្លឺខ្ជះខ្ជាយ និងថាមពលកំពូលមិនអាចលើសពីថាមពលពន្លឺបន្តបានទេ។ ដូច្នេះ មធ្យោបាយដែលមានប្រសិទ្ធភាពជាងមុនក្នុងការបង្កើតជីពចរឡាស៊ែរគឺការកែប្រែនៅក្នុងបែហោងធ្មែញឡាស៊ែរ រក្សាទុកថាមពលនៅពេលក្រៅម៉ោងនៃរថភ្លើងជីពចរ និងបញ្ចេញវាទាន់ពេល។ បច្ចេកទេសទូទៅចំនួនបួនដែលត្រូវបានប្រើដើម្បីបង្កើតជីពចរតាមរយៈម៉ូឌុលឡាស៊ែរបែហោងធ្មែញគឺការប្តូរការទទួលបាន Q-switching (ការប្តូរការបាត់បង់) ការបិទបាំងបែហោងធ្មែញនិងរបៀបចាក់សោ។

កុងតាក់ចំណេញបង្កើតជីពចរខ្លីដោយកែប្រែថាមពលបូម។ ជាឧទាហរណ៍ ឡាស៊ែរដែលផ្លាស់ប្តូរដោយ semiconductor អាចបង្កើតជីពចរពីពីរបីណាណូវិនាទីទៅមួយរយ picoseconds ដោយម៉ូឌុលបច្ចុប្បន្ន។ ទោះបីជាថាមពលជីពចរមានកម្រិតទាបក៏ដោយ វិធីសាស្ត្រនេះមានភាពបត់បែនខ្លាំង ដូចជាការផ្តល់ប្រេកង់ពាក្យដដែលៗដែលអាចលៃតម្រូវបាន និងទទឹងជីពចរ។ ក្នុងឆ្នាំ 2018 អ្នកស្រាវជ្រាវនៅសកលវិទ្យាល័យតូក្យូបានរាយការណ៍ពីឡាស៊ែរ semiconductor ដែលអាចប្តូរបានរយៈពេល femtosecond ដែលតំណាងឱ្យរបកគំហើញនៅក្នុងបញ្ហាបច្ចេកទេសរយៈពេល 40 ឆ្នាំ។

ជីពចរ nanosecond ដ៏ខ្លាំង ជាទូទៅត្រូវបានបង្កើតដោយ Q-switched lasers ដែលត្រូវបានបញ្ចេញក្នុងដំណើរជុំគ្នាជាច្រើននៅក្នុងបែហោងធ្មែញ ហើយថាមពលជីពចរគឺស្ថិតនៅក្នុងចន្លោះពី millijoules ទៅ joules ជាច្រើន អាស្រ័យលើទំហំនៃប្រព័ន្ធ។ ថាមពលមធ្យម (ជាទូទៅក្រោម 1 μJ) picosecond និង femtosecond pulses ត្រូវបានបង្កើតជាចម្បងដោយឡាស៊ែរ mode-locked ។ មានជីពចរខ្លីជ្រុលមួយ ឬច្រើននៅក្នុងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាឡាស៊ែរ ដែលបន្តវដ្តជាបន្តបន្ទាប់។ ជីពចរ intracavity នីមួយៗបញ្ជូនជីពចរតាមរយៈកញ្ចក់ភ្ជាប់ទិន្នផល ហើយប្រេកង់ជាទូទៅមានចន្លោះពី 10 MHz និង 100 GHz ។ រូបខាងក្រោមបង្ហាញពីការបែកខ្ញែកធម្មតាពេញលេញ (ANDi) dissipative soliton femtosecondឧបករណ៍ឡាស៊ែរជាតិសរសៃដែលភាគច្រើនអាចត្រូវបានសាងសង់ដោយប្រើសមាសធាតុស្តង់ដារ Thorlabs (ជាតិសរសៃ កញ្ចក់ ម៉ោន និងតារាងផ្លាស់ទីលំនៅ)។

បច្ចេកទេសសម្អាតបែហោងធ្មែញអាចត្រូវបានប្រើសម្រាប់Q-ប្តូរឡាស៊ែរដើម្បីទទួលបានជីពចរខ្លី និងឡាស៊ែរចាក់សោរបៀប ដើម្បីបង្កើនថាមពលជីពចរជាមួយនឹងប្រេកង់ទាប។

ដែនពេលវេលា និងដែនប្រេកង់
រូបរាងលីនេអ៊ែរនៃជីពចរជាមួយនឹងពេលវេលាជាទូទៅគឺសាមញ្ញហើយអាចត្រូវបានបញ្ជាក់ដោយអនុគមន៍ Gaussian និង sech²។ ពេលវេលាជីពចរ (ត្រូវបានគេស្គាល់ផងដែរថាជាទទឹងជីពចរ) ត្រូវបានបង្ហាញជាទូទៅបំផុតដោយតម្លៃទទឹងពាក់កណ្តាលកម្ពស់ (FWHM) ពោលគឺ ទទឹងដែលថាមពលអុបទិកគឺយ៉ាងហោចណាស់ពាក់កណ្តាលនៃថាមពលកំពូល។ Q-switched laser បង្កើតជីពចរខ្លី nanosecond តាមរយៈ
ឡាស៊ែរដែលចាក់សោដោយរបៀបបង្កើតជីពចរខ្លីជ្រុល (USP) តាមលំដាប់លំដោយពីរាប់សិបវិនាទីទៅ femtoseconds ។ អេឡិចត្រូនិចដែលមានល្បឿនលឿនអាចវាស់បានត្រឹមតែរាប់សិប picoseconds ហើយជីពចរខ្លីអាចវាស់បានតែជាមួយបច្ចេកវិទ្យាអុបទិកសុទ្ធសាធដូចជា autocorrelators, FROG និង SPIDER ។ ខណៈពេលដែលជីពចររយៈពេល nanosecond ឬយូរជាងនេះស្ទើរតែមិនផ្លាស់ប្តូរទទឹងជីពចររបស់ពួកគេនៅពេលដែលពួកគេធ្វើដំណើរ សូម្បីតែក្នុងចម្ងាយឆ្ងាយក៏ដោយ ជីពចរខ្លីជ្រុលអាចរងផលប៉ះពាល់ដោយកត្តាជាច្រើន៖

ការបែកខ្ញែកអាចបណ្តាលឱ្យមានការពង្រីកជីពចរធំ ប៉ុន្តែអាចត្រូវបានបង្ហាប់ឡើងវិញជាមួយនឹងការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយផ្ទុយ។ ដ្យាក្រាមខាងក្រោមបង្ហាញពីរបៀបដែលម៉ាស៊ីនបង្ហាប់ជីពចរ Thorlabs femtosecond ទូទាត់សងសម្រាប់ការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយនៃមីក្រូទស្សន៍។

Nonlinearity ជាទូទៅមិនប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ទៅលើទទឹងជីពចរទេ ប៉ុន្តែវាពង្រីកកម្រិតបញ្ជូន ដែលធ្វើឲ្យជីពចរងាយនឹងបែកខ្ចាត់ខ្ចាយក្នុងពេលបន្តពូជ។ ប្រភេទនៃសរសៃណាមួយ រួមទាំងប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយដែលទទួលបានផ្សេងទៀតដែលមានកម្រិតបញ្ជូនអាចប៉ះពាល់ដល់រូបរាងនៃកម្រិតបញ្ជូន ឬជីពចរខ្លីជ្រុល ហើយការថយចុះនៃកម្រិតបញ្ជូនអាចនាំឱ្យមានការពង្រីកទាន់ពេលវេលា។ មានករណីផងដែរដែលទទឹងជីពចរនៃជីពចរដែលស្រែកខ្លាំងៗកាន់តែខ្លី នៅពេលដែលវិសាលគមកាន់តែរួមតូច។