ಪಲ್ಸ್ಡ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳ ಅವಲೋಕನ

ಅವಲೋಕನಪಲ್ಸ್ಡ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು

ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಅತ್ಯಂತ ನೇರವಾದ ಮಾರ್ಗಲೇಸರ್ಪಲ್ಸ್‌ಗಳು ನಿರಂತರ ಲೇಸರ್‌ನ ಹೊರಭಾಗಕ್ಕೆ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ ಅನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದು. ಈ ವಿಧಾನವು ಸರಳವಾಗಿದ್ದರೂ ವೇಗವಾದ ಪಿಕೋಸೆಕೆಂಡ್ ಪಲ್ಸ್ ಅನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು, ಆದರೆ ಬೆಳಕಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ವ್ಯರ್ಥ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಗರಿಷ್ಠ ಶಕ್ತಿಯು ನಿರಂತರ ಬೆಳಕಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಮೀರಬಾರದು. ಆದ್ದರಿಂದ, ಲೇಸರ್ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಮಾರ್ಗವೆಂದರೆ ಲೇಸರ್ ಕುಳಿಯಲ್ಲಿ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟ್ ಮಾಡುವುದು, ಪಲ್ಸ್ ರೈಲಿನ ಆಫ್-ಟೈಮ್‌ನಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ಸಮಯಕ್ಕೆ ಸರಿಯಾಗಿ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುವುದು. ಲೇಸರ್ ಕ್ಯಾವಿಟಿ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಮೂಲಕ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಬಳಸುವ ನಾಲ್ಕು ಸಾಮಾನ್ಯ ತಂತ್ರಗಳೆಂದರೆ ಗೇನ್ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್, ಕ್ಯೂ-ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ (ನಷ್ಟ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್), ಕ್ಯಾವಿಟಿ ಖಾಲಿ ಮಾಡುವುದು ಮತ್ತು ಮೋಡ್-ಲಾಕಿಂಗ್.

ಗೇನ್ ಸ್ವಿಚ್ ಪಂಪ್ ಪವರ್ ಅನ್ನು ಮಾಡ್ಯುಲೇಟ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಸಣ್ಣ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಗೇನ್-ಸ್ವಿಚ್ಡ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಕರೆಂಟ್ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಮೂಲಕ ಕೆಲವು ನ್ಯಾನೊಸೆಕೆಂಡ್‌ಗಳಿಂದ ನೂರು ಪಿಕೋಸೆಕೆಂಡ್‌ಗಳವರೆಗೆ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು. ಪಲ್ಸ್ ಶಕ್ತಿ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದ್ದರೂ, ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಮಾಡಬಹುದಾದ ಪುನರಾವರ್ತನೆಯ ಆವರ್ತನ ಮತ್ತು ಪಲ್ಸ್ ಅಗಲವನ್ನು ಒದಗಿಸುವಂತಹ ಈ ವಿಧಾನವು ತುಂಬಾ ಹೊಂದಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. 2018 ರಲ್ಲಿ, ಟೋಕಿಯೊ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯದ ಸಂಶೋಧಕರು ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಗೇನ್-ಸ್ವಿಚ್ಡ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್ ಅನ್ನು ವರದಿ ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ, ಇದು 40 ವರ್ಷಗಳ ತಾಂತ್ರಿಕ ಅಡಚಣೆಯಲ್ಲಿ ಒಂದು ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ.

ಬಲವಾದ ನ್ಯಾನೊಸೆಕೆಂಡ್ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ Q-ಸ್ವಿಚ್ಡ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳಿಂದ ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇವು ಕುಳಿಯಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ಸುತ್ತಿನ ಪ್ರವಾಸಗಳಲ್ಲಿ ಹೊರಸೂಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಪಲ್ಸ್ ಶಕ್ತಿಯು ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಹಲವಾರು ಮಿಲಿಜೌಲ್‌ಗಳಿಂದ ಹಲವಾರು ಜೌಲ್‌ಗಳ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಮಧ್ಯಮ ಶಕ್ತಿ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 1 μJ ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ) ಪಿಕೋಸೆಕೆಂಡ್ ಮತ್ತು ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಮೋಡ್-ಲಾಕ್ಡ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳಿಂದ ಉತ್ಪಾದಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಲೇಸರ್ ರೆಸೋನೇಟರ್‌ನಲ್ಲಿ ನಿರಂತರವಾಗಿ ಚಕ್ರಗೊಳ್ಳುವ ಒಂದು ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚಿನ ಅಲ್ಟ್ರಾಶಾರ್ಟ್ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳಿವೆ. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಇಂಟ್ರಾಕಾವಿಟಿ ಪಲ್ಸ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಕಪ್ಲಿಂಗ್ ಮಿರರ್ ಮೂಲಕ ಪಲ್ಸ್ ಅನ್ನು ರವಾನಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪುನರಾವರ್ತನೆಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 10 MHz ಮತ್ತು 100 GHz ನಡುವೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರವು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಸಾಮಾನ್ಯ ಪ್ರಸರಣ (ANDi) ಡಿಸ್ಸಿಪೇಟಿವ್ ಸಾಲಿಟನ್ ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಅನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್ ಸಾಧನ, ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನವುಗಳನ್ನು ಥಾರ್ಲ್ಯಾಬ್ಸ್ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಘಟಕಗಳನ್ನು (ಫೈಬರ್, ಲೆನ್ಸ್, ಮೌಂಟ್ ಮತ್ತು ಡಿಸ್ಪ್ಲೇಸ್‌ಮೆಂಟ್ ಟೇಬಲ್) ಬಳಸಿ ನಿರ್ಮಿಸಬಹುದು.

ಕುಹರ ಖಾಲಿ ಮಾಡುವ ತಂತ್ರವನ್ನು ಇದಕ್ಕಾಗಿ ಬಳಸಬಹುದುQ-ಸ್ವಿಚ್ಡ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳುಕಡಿಮೆ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಪುನರಾವರ್ತನದೊಂದಿಗೆ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಮೋಡ್-ಲಾಕ್ ಮಾಡಿದ ಲೇಸರ್‌ಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲು.

ಸಮಯ ಡೊಮೇನ್ ಮತ್ತು ಆವರ್ತನ ಡೊಮೇನ್ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳು
ಕಾಲದೊಂದಿಗೆ ಪಲ್ಸ್‌ನ ರೇಖೀಯ ಆಕಾರವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಸರಳವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಇದನ್ನು ಗಾಸಿಯನ್ ಮತ್ತು ಸೆಚ್² ಕಾರ್ಯಗಳಿಂದ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಬಹುದು. ಪಲ್ಸ್ ಸಮಯವನ್ನು (ಪಲ್ಸ್ ಅಗಲ ಎಂದೂ ಕರೆಯುತ್ತಾರೆ) ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅರ್ಧ-ಎತ್ತರದ ಅಗಲ (FWHM) ಮೌಲ್ಯದಿಂದ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ, ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಪವರ್ ಕನಿಷ್ಠ ಅರ್ಧದಷ್ಟು ಗರಿಷ್ಠ ಪವರ್ ಆಗಿರುವ ಅಗಲ; Q-ಸ್ವಿಚ್ಡ್ ಲೇಸರ್ ನ್ಯಾನೊಸೆಕೆಂಡ್ ಶಾರ್ಟ್ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ
ಮೋಡ್-ಲಾಕ್ ಮಾಡಿದ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಹತ್ತಾರು ಪಿಕೋಸೆಕೆಂಡ್‌ಗಳಿಂದ ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್‌ಗಳ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಶಾರ್ಟ್ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳನ್ನು (USP) ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ. ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಹತ್ತಾರು ಪಿಕೋಸೆಕೆಂಡ್‌ಗಳವರೆಗೆ ಮಾತ್ರ ಅಳೆಯಬಹುದು ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳನ್ನು ಆಟೋಕೊರಿಲೇಟರ್‌ಗಳು, FROG ಮತ್ತು SPIDER ನಂತಹ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳೊಂದಿಗೆ ಮಾತ್ರ ಅಳೆಯಬಹುದು. ನ್ಯಾನೊಸೆಕೆಂಡ್ ಅಥವಾ ಅದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳು ಪ್ರಯಾಣಿಸುವಾಗ ಅವುಗಳ ಪಲ್ಸ್ ಅಗಲವನ್ನು ಅಷ್ಟೇನೂ ಬದಲಾಯಿಸುವುದಿಲ್ಲವಾದರೂ, ದೂರದವರೆಗೆ ಸಹ, ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಶಾರ್ಟ್ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳು ವಿವಿಧ ಅಂಶಗಳಿಂದ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗಬಹುದು:

ಪ್ರಸರಣವು ದೊಡ್ಡ ನಾಡಿ ವಿಸ್ತರಣೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು, ಆದರೆ ವಿರುದ್ಧ ಪ್ರಸರಣದೊಂದಿಗೆ ಮತ್ತೆ ಸಂಕುಚಿತಗೊಳಿಸಬಹುದು. ಕೆಳಗಿನ ರೇಖಾಚಿತ್ರವು ಥಾರ್ಲ್ಯಾಬ್ಸ್ ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ನಾಡಿ ಸಂಕೋಚಕವು ಸೂಕ್ಷ್ಮದರ್ಶಕದ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ಹೇಗೆ ಸರಿದೂಗಿಸುತ್ತದೆ ಎಂಬುದನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ.

ರೇಖಾತ್ಮಕವಲ್ಲದಿರುವುದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಪಲ್ಸ್ ಅಗಲದ ಮೇಲೆ ನೇರವಾಗಿ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವುದಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಇದು ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ, ಪ್ರಸರಣದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಪಲ್ಸ್ ಪ್ರಸರಣಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚು ಒಳಗಾಗುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಸೀಮಿತ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಹೊಂದಿರುವ ಇತರ ಗೇನ್ ಮಾಧ್ಯಮ ಸೇರಿದಂತೆ ಯಾವುದೇ ರೀತಿಯ ಫೈಬರ್, ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅಥವಾ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಶಾರ್ಟ್ ಪಲ್ಸ್‌ನ ಆಕಾರದ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರಬಹುದು ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್‌ನಲ್ಲಿನ ಇಳಿಕೆಯು ಸಮಯದಲ್ಲಿ ವಿಸ್ತರಣೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು; ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಕಿರಿದಾಗಿದಾಗ ಬಲವಾಗಿ ಚಿರ್ಪ್ ಮಾಡಿದ ಪಲ್ಸ್‌ನ ಪಲ್ಸ್ ಅಗಲವು ಕಡಿಮೆಯಾಗುವ ಸಂದರ್ಭಗಳೂ ಇವೆ.