რა არის ელექტრო-ოპტიკური მოდულატორი ოპტიკური სიხშირის სავარცხელი? ნაწილი პირველი

ოპტიკური სიხშირის სავარცხელი არის სპექტრი, რომელიც შედგება სპექტრზე თანაბრად განლაგებული სიხშირის კომპონენტებისგან, რომლებიც შეიძლება წარმოიქმნას რეჟიმში ჩაკეტილი ლაზერების, რეზონატორების ანელექტრო ოპტიკური მოდულატორები. მიერ გენერირებული ოპტიკური სიხშირის სავარცხლებიელექტროოპტიკური მოდულატორებიაქვს მაღალი გამეორების სიხშირის, შიდა გაშრობის და მაღალი სიმძლავრის მახასიათებლები და ა.შ., რომლებიც ფართოდ გამოიყენება ინსტრუმენტების კალიბრაციაში, სპექტროსკოპიაში ან ფუნდამენტურ ფიზიკაში და იპყრობს უფრო და უფრო მეტ მკვლევართა ინტერესს ბოლო წლებში.

ცოტა ხნის წინ, ალექსანდრე პარიუმ და სხვებმა საფრანგეთის ბურგენდის უნივერსიტეტიდან გამოაქვეყნეს მიმოხილვა ჟურნალში Advances in Optics and Photonics, რომელშიც სისტემატურად წარმოადგინეს კვლევის უახლესი პროგრესი და ოპტიკური სიხშირის სავარცხლების გამოყენება, რომლებიც გენერირებულია.ელექტრო ოპტიკური მოდულაცია: იგი მოიცავს ოპტიკური სიხშირის სავარცხლის დანერგვას, ოპტიკური სიხშირის სავარცხლის მეთოდს და მახასიათებლებს, რომლებიც გენერირებულიაელექტრო ოპტიკური მოდულატორიდა ბოლოს ჩამოთვლის განაცხადის სცენარებსელექტრო ოპტიკური მოდულატორიოპტიკური სიხშირის სავარცხელი დეტალურად, სიზუსტის სპექტრის გამოყენების ჩათვლით, ორმაგი ოპტიკური სავარცხლის ჩარევა, ინსტრუმენტის დაკალიბრება და ტალღის თვითნებური წარმოქმნა, და განიხილავს სხვადასხვა აპლიკაციების პრინციპს. და ბოლოს, ავტორი იძლევა ელექტრო-ოპტიკური მოდულატორის ოპტიკური სიხშირის სავარცხლის ტექნოლოგიის პერსპექტივას.

01 ფონი

60 წლის წინ ამ თვეში ექიმმა მაიმანმა გამოიგონა პირველი ლალის ლაზერი. ოთხი წლის შემდეგ, Hargrove, Fock და Pollack of Bell Laboratories შეერთებულ შტატებში იყვნენ პირველი, ვინც შეატყობინეს აქტიური რეჟიმის ჩაკეტვის შესახებ, რომელიც მიღწეული იყო ჰელიუმ-ნეონის ლაზერებში, რეჟიმის ჩაკეტვის ლაზერული სპექტრი დროის დომენში წარმოდგენილია როგორც პულსის ემისია. სიხშირის დომენში არის დისკრეტული და თანაბარი მანძილის მოკლე ხაზების სერია, რომელიც ძალიან ჰგავს სავარცხლების ყოველდღიურ გამოყენებას, ამიტომ ჩვენ ამ სპექტრს ვუწოდებთ „ოპტიკური სიხშირის სავარცხელს“. მოხსენიებულია, როგორც "ოპტიკური სიხშირის სავარცხელი".

ოპტიკური სავარცხლის გამოყენების კარგი პერსპექტივის გამო, 2005 წელს ნობელის პრემია ფიზიკაში მიენიჭა ჰანსს და ჰოლს, რომლებმაც პიონერული სამუშაო შეასრულეს ოპტიკური სავარცხლის ტექნოლოგიაზე, მას შემდეგ, ოპტიკური სავარცხლის განვითარებამ მიაღწია ახალ ეტაპს. იმის გამო, რომ სხვადასხვა აპლიკაციებს განსხვავებული მოთხოვნები აქვთ ოპტიკურ სავარცხლებზე, როგორიცაა სიმძლავრე, ხაზების მანძილი და ცენტრალური ტალღის სიგრძე, ამან გამოიწვია ოპტიკური სავარცხლების გენერირების სხვადასხვა ექსპერიმენტული საშუალებების გამოყენების აუცილებლობა, როგორიცაა რეჟიმით ჩაკეტილი ლაზერები, მიკრორეზონატორები და ელექტროოპტიკური მოდულატორი.

ნახ. 1 ოპტიკური სიხშირის სავარცხლის დროის დომენის სპექტრი და სიხშირის დომენის სპექტრი
გამოსახულების წყარო: ელექტრო-ოპტიკური სიხშირის სავარცხლები

ოპტიკური სიხშირის სავარცხლების აღმოჩენის შემდეგ, ოპტიკური სიხშირის სავარცხლების უმეტესობა იწარმოება რეჟიმში ჩაკეტილი ლაზერების გამოყენებით. რეჟიმში ჩაკეტილ ლაზერებში, ღრუ, რომელსაც აქვს τ ორმხრივი დრო, გამოიყენება გრძივი რეჟიმებს შორის ფაზური ურთიერთობის დასაფიქსირებლად, რათა განისაზღვროს ლაზერის განმეორების სიჩქარე, რომელიც ჩვეულებრივ შეიძლება იყოს მეგაჰერციდან (MHz) გიგაჰერცამდე. გჰც).

მიკრორეზონატორის მიერ გენერირებული ოპტიკური სიხშირის სავარცხელი ეფუძნება არაწრფივ ეფექტებს, ხოლო ორმხრივი მოგზაურობის დრო განისაზღვრება მიკრო ღრუს სიგრძით, რადგან მიკრო ღრუს სიგრძე ზოგადად 1 მმ-ზე ნაკლებია, ოპტიკური სიხშირე. სავარცხელი, რომელიც წარმოიქმნება მიკრო ღრუში, ზოგადად არის 10 გიგაჰერციდან 1 ტერაჰერცამდე. არსებობს სამი გავრცელებული ტიპის მიკროკავეტები, მიკროტუბულები, მიკროსფეროები და მიკრორგოლები. ოპტიკურ ბოჭკოებში არაწრფივი ეფექტების გამოყენებით, როგორიცაა ბრილუინის გაფანტვა ან ოთხტალღოვანი შერევა, მიკროკავიებთან ერთად, შეიძლება შეიქმნას ოპტიკური სიხშირის სავარცხლები ათობით ნანომეტრის დიაპაზონში. გარდა ამისა, ოპტიკური სიხშირის სავარცხლები ასევე შეიძლება შეიქმნას ზოგიერთი აკუსტო-ოპტიკური მოდულატორის გამოყენებით.