Laju pengulangan ultra-tinggi pulsed laser

Laju pengulangan ultra-tinggi pulsed laser

Dina dunya mikroskopis interaksi antara cahaya jeung zat, ultra-high repetition rate pulses (UHRPs) bertindak minangka panguasa waktu anu tepat - aranjeunna osilasi dina leuwih ti samilyar kali per detik (1GHz), nangkep sidik molekul sél kanker dina pencitraan spéktral, mawa jumlah badag data dina komunikasi serat optik, sarta calibrating koordinat teleskop béntang. Utamana dina kabisat tina dimensi deteksi lidar, terahertz ultra-high laju pengulangan pulsed lasers (100-300 GHz) anu jadi alat kuat pikeun nembus lapisan interferensi, reshaping wates persepsi tilu diménsi jeung kakuatan manipulasi spatiotemporal di tingkat foton. Ayeuna, ngagunakeun microstructures jieunan, kayaning cavities micro-ring anu merlukeun akurasi processing nanoscale keur ngahasilkeun opat-gelombang campur kode (FWM), mangrupa salah sahiji metodeu utama pikeun ménta pulsa optik laju pengulangan ultra-luhur. Élmuwan museurkeun kana ngarengsekeun masalah rékayasa dina ngolah struktur ultra-halus, masalah tuning frékuénsi nalika inisiasi pulsa, sareng masalah efisiensi konvérsi saatos generasi pulsa. Pendekatan anu sanés nyaéta ngagunakeun serat anu henteu linier pisan sareng ngagunakeun éfék instability modulasi atanapi éfék FWM dina rohangan laser pikeun ngagumbirakeun UHRPs. Sajauh ieu, urang masih perlu leuwih dexterous "time shaper".

Prosés ngahasilkeun UHRP ku injecting pulsa ultrafast ngagumbirakeun pangaruh FWM dissipative digambarkeun salaku "ultrafast ignition". Béda ti skéma rongga microring jieunan di luhur-disebutkeun anu merlukeun ngompa kontinyu, adjustment tepat detuning ngadalikeun generasi pulsa, sarta pamakéan média kacida nonlinier pikeun nurunkeun bangbarung FWM, ieu "ignition" ngandelkeun kana ciri kakuatan puncak pulsa ultrafast langsung ngagumbirakeun FWM, sarta sanggeus "ignition off." Ngahontal UH timer sustaining

angka 1 illustrates mékanisme inti achieving pulsa timer organisasi dumasar kana éksitasi pulsa cikal ultrafast of cavities ring serat dissipative. Pulsa cikal ultrashort anu disuntik sacara éksternal (periode T0, frekuensi pengulangan F) janten "sumber ignition" pikeun ngagumbirakeun médan pulsa kakuatan tinggi dina rohangan dissipation. Modul gain intrasélular gawéna dina sinergi jeung shaper spéktral pikeun ngarobah énergi pulsa cikal kana respon spéktral ngawangun sisir ngaliwatan régulasi gabungan dina domain waktos-frékuénsi. Prosés ieu ngarecah keterbatasan ngompa kontinyu tradisional: pulsa cikal pareum nalika ngahontal bangbarung FWM dissipation, sarta rongga dissipation mertahankeun kaayaan timer pangatur pulsa ngaliwatan kasaimbangan dinamis gain jeung leungitna, jeung frékuénsi pengulangan pulsa keur Fs (cocog jeung frékuénsi intrinsik FF jeung periode T tina rongga).

Ieu panalungtikan ogé ngalaksanakeun verifikasi téoritis. Dumasar parameter anu diadopsi dina pangaturan ékspérimén sareng kalayan 1pslaser pulsa ultra gancangsalaku widang awal, simulasi numerik ieu dilumangsungkeun dina prosés évolusi domain waktu pulsa urang jeung frékuénsi dina rongga laser. Kapanggih yén pulsa ngaliwatan tilu tahap: bengkahna pulsa, osilasi periodik pulsa, sarta sebaran seragam pulsa sapanjang sakabéh rohangan laser. Hasil numerik ieu ogé pinuh marios ciri pangatur diri tinalaser pulsa.

Ku triggering pangaruh opat-gelombang campur kode dina rohangan ring serat dissipative ngaliwatan ignition pulsa cikal ultrafast, generasi timer pangatur jeung pangropéa tina sub-THZ ultra-high frékuénsi pengulangan pulsa (kaluaran stabil tina kakuatan 0.5W sanggeus cikal mareuman) anu hasil kahontal, nyadiakeun tipe anyar sumber cahaya pikeun widang-THZ bisa ningkatkeun titik résolusi ka awan subquency: tingkat milimeter. Fitur timer sustaining pulsa nyata ngurangan konsumsi énergi sistem. Struktur sadaya-serat ensures operasi stabilitas tinggi dina 1.5 μm pita kaamanan panon. Ningali ka hareup, téhnologi ieu diperkirakeun ngajalankeun évolusi tina wahana-dipasang lidar nuju miniaturization (dumasar kana MZI mikro-saringan) jeung deteksi jarak jauh (ékspansi kakuatan ka > 1W), sarta salajengna adaptasi jeung sarat persepsi lingkungan kompléks ngaliwatan multi-panjang gelombang koordinasi ignition jeung régulasi calakan.