ಪಲ್ಸ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳ ಅವಲೋಕನ

ನ ಅವಲೋಕನಪಲ್ಸ್ ಲೇಸರ್ಗಳು

ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಅತ್ಯಂತ ನೇರವಾದ ಮಾರ್ಗಲೇಸರ್ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳು ನಿರಂತರ ಲೇಸರ್‌ನ ಹೊರಭಾಗಕ್ಕೆ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟರ್ ಅನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದು. ಈ ವಿಧಾನವು ವೇಗವಾದ ಪಿಕೋಸೆಕೆಂಡ್ ನಾಡಿಯನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ, ಆದರೂ ಸರಳವಾಗಿದೆ, ಆದರೆ ವ್ಯರ್ಥ ಬೆಳಕಿನ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಗರಿಷ್ಠ ಶಕ್ತಿಯು ನಿರಂತರ ಬೆಳಕಿನ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಮೀರುವಂತಿಲ್ಲ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಲೇಸರ್ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಮಾರ್ಗವೆಂದರೆ ಲೇಸರ್ ಕುಳಿಯಲ್ಲಿ ಮಾಡ್ಯುಲೇಟ್ ಮಾಡುವುದು, ಪಲ್ಸ್ ರೈಲಿನ ಆಫ್-ಟೈಮ್‌ನಲ್ಲಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಅದನ್ನು ಸಮಯಕ್ಕೆ ಬಿಡುಗಡೆ ಮಾಡುವುದು. ಲೇಸರ್ ಕ್ಯಾವಿಟಿ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಮೂಲಕ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಬಳಸಲಾಗುವ ನಾಲ್ಕು ಸಾಮಾನ್ಯ ತಂತ್ರಗಳೆಂದರೆ ಗೇನ್ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್, ಕ್ಯೂ-ಸ್ವಿಚಿಂಗ್ (ನಷ್ಟ ಸ್ವಿಚಿಂಗ್), ಕ್ಯಾವಿಟಿ ಖಾಲಿ ಮಾಡುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಮೋಡ್-ಲಾಕಿಂಗ್.

ಪಂಪ್ ಪವರ್ ಅನ್ನು ಮಾಡ್ಯುಲೇಟ್ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಗೇನ್ ಸ್ವಿಚ್ ಸಣ್ಣ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಗೇನ್-ಸ್ವಿಚ್ಡ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಪ್ರಸ್ತುತ ಮಾಡ್ಯುಲೇಷನ್ ಮೂಲಕ ಕೆಲವು ನ್ಯಾನೋಸೆಕೆಂಡ್‌ಗಳಿಂದ ನೂರು ಪಿಕೋಸೆಕೆಂಡ್‌ಗಳವರೆಗೆ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಹುದು. ನಾಡಿ ಶಕ್ತಿಯು ಕಡಿಮೆಯಾದರೂ, ಹೊಂದಾಣಿಕೆ ಪುನರಾವರ್ತನೆಯ ಆವರ್ತನ ಮತ್ತು ನಾಡಿ ಅಗಲವನ್ನು ಒದಗಿಸುವಂತಹ ಈ ವಿಧಾನವು ತುಂಬಾ ಮೃದುವಾಗಿರುತ್ತದೆ. 2018 ರಲ್ಲಿ, ಟೋಕಿಯೊ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯದ ಸಂಶೋಧಕರು ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ಗೇನ್-ಸ್ವಿಚ್ಡ್ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಲೇಸರ್ ಅನ್ನು ವರದಿ ಮಾಡಿದ್ದಾರೆ, ಇದು 40 ವರ್ಷಗಳ ತಾಂತ್ರಿಕ ಅಡಚಣೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುತ್ತದೆ.

ಬಲವಾದ ನ್ಯಾನೊಸೆಕೆಂಡ್ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕ್ಯೂ-ಸ್ವಿಚ್ಡ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತವೆ, ಅವು ಕುಳಿಯಲ್ಲಿ ಹಲವಾರು ಸುತ್ತಿನ ಪ್ರಯಾಣಗಳಲ್ಲಿ ಹೊರಸೂಸಲ್ಪಡುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಪಲ್ಸ್ ಶಕ್ತಿಯು ಸಿಸ್ಟಮ್‌ನ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಹಲವಾರು ಮಿಲಿಜೌಲ್‌ಗಳಿಂದ ಹಲವಾರು ಜೂಲ್‌ಗಳ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಮಧ್ಯಮ ಶಕ್ತಿ (ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 1 μJ ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ) ಪಿಕೋಸೆಕೆಂಡ್ ಮತ್ತು ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಮೋಡ್-ಲಾಕ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತವೆ. ಲೇಸರ್ ರೆಸೋನೇಟರ್‌ನಲ್ಲಿ ಒಂದು ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚು ಅಲ್ಟ್ರಾಶಾರ್ಟ್ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಸೈಕಲ್ ಆಗುತ್ತವೆ. ಪ್ರತಿ ಇಂಟ್ರಾಕ್ಯಾವಿಟಿ ಪಲ್ಸ್ ಔಟ್‌ಪುಟ್ ಕಪ್ಲಿಂಗ್ ಮಿರರ್ ಮೂಲಕ ನಾಡಿಯನ್ನು ರವಾನಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆವರ್ತನವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 10 MHz ಮತ್ತು 100 GHz ನಡುವೆ ಇರುತ್ತದೆ. ಕೆಳಗಿನ ಚಿತ್ರವು ಸಂಪೂರ್ಣ ಸಾಮಾನ್ಯ ಪ್ರಸರಣವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ (ANDi) ಸೋಲಿಟನ್ ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್ಫೈಬರ್ ಲೇಸರ್ ಸಾಧನ, ಇವುಗಳಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನವುಗಳನ್ನು ಥೋರ್ಲ್ಯಾಬ್ಸ್ ಪ್ರಮಾಣಿತ ಘಟಕಗಳನ್ನು (ಫೈಬರ್, ಲೆನ್ಸ್, ಮೌಂಟ್ ಮತ್ತು ಡಿಸ್ಪ್ಲೇಸ್ಮೆಂಟ್ ಟೇಬಲ್) ಬಳಸಿ ನಿರ್ಮಿಸಬಹುದು.

ಕುಳಿಯನ್ನು ಖಾಲಿ ಮಾಡುವ ತಂತ್ರವನ್ನು ಬಳಸಬಹುದುಕ್ಯೂ-ಸ್ವಿಚ್ಡ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳುಕಡಿಮೆ ಆವರ್ತನದೊಂದಿಗೆ ನಾಡಿ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸಲು ಕಡಿಮೆ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳು ಮತ್ತು ಮೋಡ್-ಲಾಕ್ ಲೇಸರ್‌ಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲು.

ಸಮಯ ಡೊಮೇನ್ ಮತ್ತು ಆವರ್ತನ ಡೊಮೇನ್ ಪಲ್ಸ್
ಸಮಯದೊಂದಿಗೆ ಪಲ್ಸ್ನ ರೇಖೀಯ ಆಕಾರವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಸರಳವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಗಾಸಿಯನ್ ಮತ್ತು ಸೆಕ್² ಕಾರ್ಯಗಳಿಂದ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಬಹುದು. ನಾಡಿ ಸಮಯವನ್ನು (ನಾಡಿ ಅಗಲ ಎಂದೂ ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ) ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅರ್ಧ-ಎತ್ತರದ ಅಗಲ (FWHM) ಮೌಲ್ಯದಿಂದ ವ್ಯಕ್ತಪಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಶಕ್ತಿಯು ಕನಿಷ್ಟ ಅರ್ಧದಷ್ಟು ಗರಿಷ್ಠ ಶಕ್ತಿಯ ಅಗಲವಾಗಿರುತ್ತದೆ; ಕ್ಯೂ-ಸ್ವಿಚ್ಡ್ ಲೇಸರ್ ಮೂಲಕ ನ್ಯಾನೊಸೆಕೆಂಡ್ ಸಣ್ಣ ನಾಡಿಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ
ಮೋಡ್-ಲಾಕ್ ಮಾಡಿದ ಲೇಸರ್‌ಗಳು ಹತ್ತಾರು ಪಿಕೋಸೆಕೆಂಡ್‌ಗಳಿಂದ ಫೆಮ್ಟೋಸೆಕೆಂಡ್‌ಗಳ ಕ್ರಮದಲ್ಲಿ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಶಾರ್ಟ್ ಪಲ್ಸ್‌ಗಳನ್ನು (USP) ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತವೆ. ಹೈ-ಸ್ಪೀಡ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್ ಹತ್ತಾರು ಪಿಕೋಸೆಕೆಂಡ್‌ಗಳವರೆಗೆ ಮಾತ್ರ ಅಳೆಯಬಹುದು ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ದ್ವಿದಳ ಧಾನ್ಯಗಳನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಾದ ಆಟೋಕೋರೆಲೇಟರ್‌ಗಳು, FROG ಮತ್ತು SPIDER ಮೂಲಕ ಮಾತ್ರ ಅಳೆಯಬಹುದು. ನ್ಯಾನೊಸೆಕೆಂಡ್ ಅಥವಾ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕಾಳುಗಳು ತಮ್ಮ ನಾಡಿ ಅಗಲವನ್ನು ಅವರು ಪ್ರಯಾಣಿಸುವಾಗ ಅಷ್ಟೇನೂ ಬದಲಾಯಿಸುವುದಿಲ್ಲ, ದೂರದವರೆಗೆ ಸಹ, ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಶಾರ್ಟ್ ಕಾಳುಗಳು ವಿವಿಧ ಅಂಶಗಳಿಂದ ಪ್ರಭಾವಿತವಾಗಬಹುದು:

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

ರೇಖಾತ್ಮಕವಲ್ಲದತೆಯು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ನಾಡಿ ಅಗಲದ ಮೇಲೆ ನೇರವಾಗಿ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವುದಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಇದು ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅನ್ನು ವಿಸ್ತರಿಸುತ್ತದೆ, ಪ್ರಸರಣದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ನಾಡಿ ಪ್ರಸರಣಕ್ಕೆ ಹೆಚ್ಚು ಒಳಗಾಗುತ್ತದೆ. ಸೀಮಿತ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್‌ನೊಂದಿಗೆ ಇತರ ಲಾಭ ಮಾಧ್ಯಮವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಂತೆ ಯಾವುದೇ ರೀತಿಯ ಫೈಬರ್ ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್ ಅಥವಾ ಅಲ್ಟ್ರಾ-ಶಾರ್ಟ್ ಪಲ್ಸ್‌ನ ಆಕಾರದ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರಬಹುದು ಮತ್ತು ಬ್ಯಾಂಡ್‌ವಿಡ್ತ್‌ನಲ್ಲಿನ ಇಳಿಕೆಯು ಸಮಯಕ್ಕೆ ವಿಸ್ತರಣೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು; ಸ್ಪೆಕ್ಟ್ರಮ್ ಕಿರಿದಾದಾಗ ಬಲವಾಗಿ ಚಿಲಿಪಿಲಿ ನಾಡಿಮಿಡಿತದ ಅಗಲವು ಚಿಕ್ಕದಾಗುವ ಸಂದರ್ಭಗಳೂ ಇವೆ.