66-ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಮೋಡ್-ಲಾಕ್ಡ್ ಲೇಸರ್‌ನ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಪಥ ವಿನ್ಯಾಸ

66-ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್‌ನ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಪಥ ವಿನ್ಯಾಸಮೋಡ್-ಲಾಕ್ಡ್ ಲೇಸರ್
ಈ 66-ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಮೋಡ್-ಲಾಕ್ಡ್ ಲೇಸರ್, ನಾನ್-ರೆಸಿಪ್ರೊಕಲ್ ಫೇಸ್ ಶಿಫ್ಟರ್ ಹೊಂದಿರುವ ಲೀನಿಯರ್ ಕ್ಯಾವಿಟಿ ಆಲ್-ಪೋಲರೈಸೇಶನ್-ನಿರ್ವಹಿಸುವ ಯಟರ್ಬಿಯಂ-ಡೋಪ್ಡ್ ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್ ಆಗಿದೆ. ಇದು 147 MHz ಮೂಲಭೂತ ಆವರ್ತನ ಮೋಡ್-ಲಾಕಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸುತ್ತದೆ. ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ಅಂತರವನ್ನು ಸರಿಹೊಂದಿಸುವ ಮೂಲಕ, 39.8 nm ನ ರೋಹಿತದ ಅಗಲ ಮತ್ತು ಬಾಹ್ಯ ಸಂಕೋಚನದ ನಂತರ 66 fs ನ ಪಲ್ಸ್ ಅಗಲವನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಪಂಪ್ ಪವರ್‌ನಲ್ಲಿ, 294.1 MHz ಮತ್ತು 442.3 MHz ನ ಪುನರಾವರ್ತನೆಯ ಆವರ್ತನಗಳೊಂದಿಗೆ ಎರಡನೇ-ಕ್ರಮಾಂಕ ಮತ್ತು ಮೂರನೇ-ಕ್ರಮಾಂಕದ ಹಾರ್ಮೋನಿಕ್ ಮೋಡ್-ಲಾಕಿಂಗ್ ಅನ್ನು ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಮಾರ್ಗ ವಿವರಣೆ:
ರೆಸೋನೇಟರ್ ಎರಡೂ ಬದಿಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಭಾಗಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಮಧ್ಯದಲ್ಲಿ ಧ್ರುವೀಕರಣ-ನಿರ್ವಹಿಸುವ ಫೈಬರ್ ಭಾಗವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಎಡ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಭಾಗವು ಒಟ್ಟು ಪ್ರತಿಫಲನ ಕನ್ನಡಿ (M1), λ/8 ತರಂಗ ಪ್ಲೇಟ್ (EWP), ಮತ್ತು ಫ್ಯಾರಡೆ ಆವರ್ತಕ (FR) ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. EWP ಮತ್ತು FR ಸಂಯೋಜನೆಯನ್ನು ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧವಿಲ್ಲದ ಹಂತದ ಪರಿವರ್ತಕವಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದು, ಇದು ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧವಿಲ್ಲದ ಹಂತದ ಪಕ್ಷಪಾತವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಸ್ವಯಂ-ಪ್ರಾರಂಭದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಫೈಬರ್ ಭಾಗವು ಕಸ್ಟಮ್ ತರಂಗಾಂತರ ವಿಭಾಗ ಮಲ್ಟಿಪ್ಲೆಕ್ಸಿಂಗ್ - ಕೊಲಿಮೇಟರ್ (WDM-ಕೊಲಿಮೇಟರ್) ಸಂಯೋಜಿತ ಸಾಧನ, 62 ಸೆಂ.ಮೀ ಯ್ಟರ್ಬಿಯಂ-ಡೋಪ್ಡ್ ಧ್ರುವೀಕರಣ-ನಿರ್ವಹಿಸುವ ಫೈಬರ್ (Yb401-PM, CORACTIVE), ಮತ್ತು ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ಕೊಲಿಮೇಟರ್ (Col) ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ಗೇನ್ ಫೈಬರ್ ಅನ್ನು 1.4 W ಗರಿಷ್ಠ ಪಂಪ್ ಪವರ್ ಹೊಂದಿರುವ ಸಿಂಗಲ್-ಮೋಡ್ 976 nm ಲೇಸರ್ ಡಯೋಡ್ (LD) ನಿಂದ ಪಂಪ್ ಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ. ಬಲ ಪ್ರಾದೇಶಿಕ ಭಾಗವು ಅರ್ಧ-ತರಂಗ ಪ್ಲೇಟ್ (HWP), ಧ್ರುವೀಕರಣ ಕಿರಣದ ಸ್ಪ್ಲಿಟರ್ (PBS), ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ ಜೋಡಿ (LightSmyth T-1000-1040-3212-94), ಮತ್ತು ಒಟ್ಟು ಪ್ರತಿಫಲನ ಕನ್ನಡಿ (M2) ಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. 1000 ರೇಖೆಗಳು/ಮಿಮೀ ರೇಖೆಯ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಟ್ರಾನ್ಸ್‌ಮಿಷನ್ ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ ಜೋಡಿಯು ಇಂಟ್ರಾ-ಕ್ಯಾವಿಟಿ ಪ್ರಸರಣ ಪರಿಹಾರವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ. ಎರಡು ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ಅಂತರವನ್ನು ಒಂದು ಹಂತದಿಂದ ಸರಿಹೊಂದಿಸಬಹುದು. ಕೊಲಿಮೇಟರ್‌ನಿಂದ ಎರಡೂ ಬದಿಗಳಲ್ಲಿರುವ ಎರಡು ಪ್ರತಿಫಲನ ಕನ್ನಡಿಗಳಿಗೆ ಮುಕ್ತ ಸ್ಥಳದ ಉದ್ದವು ಕ್ರಮವಾಗಿ 5.5 ಸೆಂ.ಮೀ ಮತ್ತು 6.5 ಸೆಂ.ಮೀ.ಲೇಸರ್PBS ನಿಂದ ರೇಖೀಯ ಧ್ರುವೀಕೃತ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳನ್ನು ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಮಾಡುತ್ತದೆ.
ಕೆಲಸದ ತತ್ವ:
ಇಂಟ್ರಾಕಾವಿಟಿ ಲೂಪ್ ಮೂಲಕ ಹರಡುವ ಆರಂಭಿಕ ಸಾಮಾನ್ಯೀಕರಿಸಿದ ಪಲ್ಸ್ PBS ನಿಂದ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು M1 ಗೆ ಹರಡುತ್ತದೆ. ಆರಂಭದಲ್ಲಿ, HWP ಪಲ್ಸ್ ಅನ್ನು ಎರಡು ಆರ್ಥೋಗೋನಲ್ ಘಟಕಗಳಾಗಿ ವಿಭಜಿಸುತ್ತದೆ, ಮತ್ತು ನಂತರ ಧ್ರುವೀಕರಣ-ಸಂರಕ್ಷಿಸುವ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್ ಅನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ವೇಗದ ಮತ್ತು ನಿಧಾನ ಅಕ್ಷಗಳ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಹರಡುತ್ತದೆ. ಎರಡು ಆರ್ಥೋಗೋನಲ್ ಅಕ್ಷಗಳ ಉದ್ದಕ್ಕೂ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳ ತೀವ್ರತೆಯ ಅನುಪಾತವನ್ನು HWP ಯ ತಿರುಗುವಿಕೆಯ ಕೋನ (θh) ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ. ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್‌ನೊಳಗೆ ಪ್ರಸರಣದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ರೇಖೀಯವಲ್ಲದ ಪರಿಣಾಮಗಳಿಂದಾಗಿ, ಆರ್ಥೋಗೋನಲ್ ಧ್ರುವೀಕೃತ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳ ಅಸಮಪಾರ್ಶ್ವದ ತೀವ್ರತೆಯು ತೀವ್ರತೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ರೇಖೀಯವಲ್ಲದ ಹಂತದ ಬದಲಾವಣೆಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಎಂಡ್ ಮಿರರ್ M1 ಆರ್ಥೋಗೋನಲ್ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳನ್ನು ಎರಡು ಬಾರಿ ಹಂತ ಶಿಫ್ಟರ್ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗಲು ಮತ್ತು ಧ್ರುವೀಕರಣ-ಸಂರಕ್ಷಿಸುವ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಫೈಬರ್‌ಗೆ ಹಿಂತಿರುಗಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಆರ್ಥೋಗೋನಲ್ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳು π/2 ಪರಸ್ಪರವಲ್ಲದ ಹಂತದ ಬದಲಾವಣೆಯನ್ನು ಪಡೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಸರಣ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಅಕ್ಷವನ್ನು ವಿನಿಮಯ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಆರ್ಥೋಗೋನಲ್ ಧ್ರುವೀಕೃತ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳ ನಡುವಿನ ಗುಂಪು ವೇಗದ ಅಸಾಮರಸ್ಯವು ವಿಚಲನ ಪರಿಣಾಮದ ಪರಿಹಾರಕ್ಕೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತದೆ. ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ಪಲ್ಸ್ ವಿಭಿನ್ನ ರೇಖೀಯವಲ್ಲದ ಹಂತದ ಬದಲಾವಣೆಗಳನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು PBS ನಲ್ಲಿ ಹಸ್ತಕ್ಷೇಪಕ್ಕೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತದೆ. ಧ್ರುವೀಕರಣಕಾರಕವಾಗಿ, PBS ಸೂಕ್ತವಾದ ಧ್ರುವೀಕರಣ ಸ್ಥಿತಿಯ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳನ್ನು ಹಾದುಹೋಗಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ, ಉಳಿದವು ಕುಹರದಿಂದ ಪ್ರತಿಫಲಿಸುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಈ ರೇಖೀಯ ಕುಳಿಯಲ್ಲಿ ಕೃತಕ ಸ್ಯಾಚುರಬಲ್ ಅಬ್ಸಾರ್ಬರ್ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತದೆ.ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಲೇಸರ್. ಗ್ರ್ಯಾಟಿಂಗ್ ಜೋಡಿ ಅಂತರವನ್ನು 3.2 ಮಿ.ಮೀ.ಗೆ ಮತ್ತಷ್ಟು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿದಾಗ, ವರ್ಣಪಟಲದ ಎಡ ಅಂಚು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಕಡಿದಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಸಮಯದಲ್ಲಿ, ಕುಹರದ ನಿವ್ವಳ ಪ್ರಸರಣವು ಸಕಾರಾತ್ಮಕವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಗರಿಷ್ಠ ಏಕ-ನಾಡಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು 3.57 nJ ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಗಲವಾದ 39.8 nm ರೋಹಿತದ ಅಗಲದೊಂದಿಗೆ ಪಲ್ಸ್‌ನ ಬಾಹ್ಯ ಸಂಕೋಚನದಿಂದ ಪಡೆದ ಪಲ್ಸ್ ಸ್ವಯಂ-ಪರಸ್ಪರ ಸಂಬಂಧದ ಜಾಡನ್ನು ಗಾಸಿಯನ್ ಕಾರ್ಯದಿಂದ ಅಳವಡಿಸಲಾಗಿದೆ, ಇದು 66 fs ಆಗಿದೆ.