რა არის ელექტროოპტიკური მოდულატორი ოპტიკური სიხშირის სავარცხელი? პირველი ნაწილი

ოპტიკური სიხშირის სავარცხელი არის სპექტრი, რომელიც შედგება სპექტრზე თანაბრად განლაგებული სიხშირის კომპონენტების სერიისგან, რომელთა გენერირება შესაძლებელია რეჟიმით ბლოკირებული ლაზერებით, რეზონატორებით ანელექტრო-ოპტიკური მოდულატორებიოპტიკური სიხშირის სავარცხლები, რომლებიც გენერირებულიაელექტრო-ოპტიკური მოდულატორებიაქვთ მაღალი გამეორების სიხშირის, შიდა გაშრობის და მაღალი სიმძლავრის და ა.შ. მახასიათებლები, რომლებიც ფართოდ გამოიყენება ინსტრუმენტების კალიბრაციაში, სპექტროსკოპიაში ან ფუნდამენტურ ფიზიკაში და ბოლო წლებში სულ უფრო მეტი მკვლევარის ინტერესს იპყრობს.

ცოტა ხნის წინ, საფრანგეთის ბურგენდის უნივერსიტეტის ალექსანდრ პარიომ და სხვებმა გამოაქვეყნეს მიმოხილვითი ნაშრომი ჟურნალში „ოპტიკისა და ფოტონიკის მიღწევები“, რომელშიც სისტემატურად წარმოადგინეს კვლევის უახლესი პროგრესი და ოპტიკური სიხშირის სავარცხლების გამოყენება, რომლებიც გენერირებულია...ელექტროოპტიკური მოდულაციაის მოიცავს ოპტიკური სიხშირის სავარცხლის შესავალს, გენერირებული ოპტიკური სიხშირის სავარცხლის მეთოდსა და მახასიათებლებსელექტრო-ოპტიკური მოდულატორიდა ბოლოს, ჩამოთვლის გამოყენების სცენარებსელექტრო-ოპტიკური მოდულატორიოპტიკური სიხშირის სავარცხლის დეტალური მიმოხილვა, მათ შორის ზუსტი სპექტრის გამოყენება, ორმაგი ოპტიკური სავარცხლის ინტერფერენცია, ინსტრუმენტის კალიბრაცია და თვითნებური ტალღის ფორმების გენერირება, და განხილულია სხვადასხვა გამოყენების პრინციპი. და ბოლოს, ავტორი გვთავაზობს ელექტროოპტიკური მოდულატორის ოპტიკური სიხშირის სავარცხლის ტექნოლოგიის პერსპექტივას.

01 ფონი

60 წლის წინ, ამ თვეში, დოქტორ მაიმანმა გამოიგონა პირველი ლალის ლაზერი. ოთხი წლის შემდეგ, აშშ-ში Bell Laboratories-ის წარმომადგენლებმა ჰარგროვმა, ფოკმა და პოლაკმა პირველებმა განაცხადეს ჰელიუმ-ნეონის ლაზერებში მიღწეული აქტიური რეჟიმის ფიქსაციის შესახებ. დროის დომენში რეჟიმის ფიქსაციის ლაზერული სპექტრი წარმოდგენილია იმპულსური გამოსხივების სახით, სიხშირის დომენში კი დისკრეტული და თანაბარი მანძილით დაშორებული მოკლე ხაზების სერიაა, რაც ძალიან ჰგავს ჩვენს ყოველდღიურ სავარცხლების გამოყენებას, ამიტომ ამ სპექტრს „ოპტიკური სიხშირის სავარცხელს“ ვუწოდებთ. მას „ოპტიკური სიხშირის სავარცხელს“ უწოდებენ.

ოპტიკური სავარცხლის გამოყენების კარგი პერსპექტივების გამო, 2005 წელს ფიზიკის დარგში ნობელის პრემია მიენიჭა ჰენშს და ჰოლს, რომლებმაც პიონერული ნაშრომი შეასრულეს ოპტიკური სავარცხლის ტექნოლოგიაზე. მას შემდეგ ოპტიკური სავარცხლის განვითარება ახალ ეტაპზე გადავიდა. რადგან სხვადასხვა დანიშნულებას განსხვავებული მოთხოვნები აქვს ოპტიკური სავარცხლებისთვის, როგორიცაა სიმძლავრე, ხაზებს შორის დაშორება და ცენტრალური ტალღის სიგრძე, ამან გამოიწვია ოპტიკური სავარცხლების გენერირებისთვის სხვადასხვა ექსპერიმენტული საშუალების გამოყენების აუცილებლობა, როგორიცაა რეჟიმით დაბლოკილი ლაზერები, მიკრორეზონატორები და ელექტროოპტიკური მოდულატორი.

სურ. 1. ოპტიკური სიხშირის სავარცხლის დროის დომენის სპექტრი და სიხშირის დომენის სპექტრი
სურათის წყარო: ელექტროოპტიკური სიხშირის სავარცხლები

ოპტიკური სიხშირის სავარცხლების აღმოჩენის შემდეგ, ოპტიკური სიხშირის სავარცხლების უმეტესობა რეჟიმით ბლოკირებული ლაზერების გამოყენებით იწარმოებოდა. რეჟიმით ბლოკირებულ ლაზერებში, τ წრიული მოგზაურობის დროის მქონე ღრუ გამოიყენება გრძივი რეჟიმებს შორის ფაზური ურთიერთობის დასაფიქსირებლად, რათა განისაზღვროს ლაზერის გამეორების სიხშირე, რომელიც ზოგადად შეიძლება იყოს მეგაჰერციდან (MHz) გიგაჰერცამდე (GHz).

მიკრორეზონატორის მიერ გენერირებული ოპტიკური სიხშირის სავარცხელი არაწრფივ ეფექტებზეა დაფუძნებული და წრიული მოძრაობის დრო მიკროღრუს სიგრძით განისაზღვრება, რადგან მიკროღრუს სიგრძე, როგორც წესი, 1 მმ-ზე ნაკლებია, მიკროღრუს მიერ გენერირებული ოპტიკური სიხშირის სავარცხელი, როგორც წესი, 10 გიგაჰერციდან 1 ტერაჰერცამდეა. მიკროღრუს სამი გავრცელებული ტიპი არსებობს: მიკრომილაკები, მიკროსფეროები და მიკრორგოლები. ოპტიკურ ბოჭკოებში არაწრფივი ეფექტების გამოყენებით, როგორიცაა ბრილუენის გაფანტვა ან ოთხტალღური შერევა, მიკროღრუსებთან ერთად, შესაძლებელია ათობით ნანომეტრის დიაპაზონში ოპტიკური სიხშირის სავარცხლების წარმოება. გარდა ამისა, ოპტიკური სიხშირის სავარცხლების გენერირება ასევე შესაძლებელია ზოგიერთი აკუსტოლოგიურ-ოპტიკური მოდულატორის გამოყენებით.