Modlar sinxronizatsiyasi

Modalar sinxronizatsiyasi usuli orqali asllikni modulyatsiyalash usulidagiga qaraganda qisqaroq impulsli lazerlarni generatsiyalash mumkin. Bunda bir vaqtning oʻzida bir nechta modlardan foydalaniladi. Bir nechta modlar boʻlgan holda markaziy modga nisbatan $m\delta \omega$ ga siljigan signallarning yigʻindisi koʻrinishida tasvirlash mumkin^[1]:

E(t)=\sum \limits _{\frac {M-1}{2}}^{\frac {M+1}{2}}\left({\frac {1}{2}}E_{m}\exp {i\omega _{0}t+im\delta \omega t+\varphi _{m}}+{\text{kompl. qoʻshma}}\right)

Qaralayotgan modlar soni $M$ aktiv muhitning kuchaytirish chizigʻi bilan chegaralangan. Tasodifiy faza $\varphi _{m}$ esa bu yerda hal qiluvchi rol oʻynaydi. Agar $\varphi _{m}=\varphi _{0}$ va $E_{m}=E_{0}$ boʻlsa, quyidagicha yozish mumkin:

E(t)=\exp {i\omega _{0}t+i\varphi _{0}}\sum \limits _{\frac {M-1}{2}}^{\frac {M+1}{2}}\left({\frac {1}{2}}E_{0}\exp {i\delta \omega \cdot m}+{\text{kompl. qoʻshma}}\right)

E(t)=E_{0}{\dfrac {\sin \left({\frac {M}{2}}\delta \omega t\right)}{\sin \left({\frac {1}{2}}\delta \omega t\right)}}\exp {i\omega _{0}t+i\varphi _{0}}

Yaʼni amplitudasi modulyatsiyalangan signal hosil boʻladi.

Impuls davomiyligi ${\dfrac {1}{M\delta \omega }}$ orqali aniqlanadi. Impulslar orasidagi masofa esa ${\dfrac {2L}{c}}$ dan topiladi.

Modalar sinxronizatsiyasi orqali olingan eng qisqa impulslar
Muhit	$\Delta \nu$ , sm^-1	$\tau$
Nd:YAG	5	5 ps
Nd:shisha	100	0.1 ps
Ti:sapfir	1000	10 fs

Modalar sinxronizatsiyasi ham asllikni modulyatsiyalash kabi ikki xil boʻlishi mumkin, yaʼni aktiv va passiv. Buni amalga oshirishning bir necha yoʻllari mavjud:

Elektro-optik modulyator (aktiv sinxronizatsiya)

Bu kabi sistemalarda Pokkels yacheykasidan foydalaniladi. Natijada generatsyalanayotgan signal amplitudasining garmonik modulyatsiyasi roʻy beradi. Bu usul amalga oshirish ancha qiyin usullardan biri. Chunki, modalar sinxronizatsiyalanganda, foydali impulsdan tashqari signalga xalaqit beruvchi shovqin impulslari ham sinxronizatsiyalanib, koʻpayadi. Buni bartaraf qilish uchun impulsli modulyatsiyadan foydalaniladi^[2].

Yacheykaning oʻzini ham juda kichik oʻlchamlarda tayyorlash kerak. Masalan, pikosekund impulslarni hosil qilish uchun uning qalinligi $3\cdot 10^{-4}\ m$ boʻlishi kerak.

Akusto-optik modulyator (aktiv sinxronizatsiya)

Bu usul bilan modlarni sinxronizatsiyalashda akustik toʻlqinni modlar aro tebranish chastotasiga moslab oʻzgartirish kerak.

Toʻyinuvchan yutgich usuli (passiv sinxronizatsiya)

Bu usulni qoʻllash uchun yutgich modda juda keng yutilish polosasiga ega boʻlishi kerak. Yaʼni, ushbu modda keng toʻlqinlar diapazonidagi nurlanishlarni yuta olishi lozim.

Amaliyotda ushbu usullardan tashqari Kerr yacheykalari ham qoʻllanadi. Bu usulda rezonatorga nochiziqli xossaga ega boʻlgan kristall joylashtiriladi. Unda sindirish koʻrsatkichining qiymati tushayotgan nurlanish intensivligiga bogʻliq boʻlib qoladi va nurlanishning oʻzini oʻzi fokuslashi roʻy beradi. Natijada nur dastasining diametri kichrayib, tor diafragmadan oʻtadi^[3].

Shuningdek qarang

Ikkinchi garmonika generatsiyasi

Asllikni modulyatsiyalash

Invers bandlik

Manbalar

↑ O.Svelto, Principles of lasers, Springer, 2010
↑ Guo F., Schlesinger T. E., Stancil D. D. Optical field study of near-field optical recording with a solid immersion lens // Appl. Optics. – 2000. – Vol. 39, No 2. – R. 324-332.
↑ Petrov V. V., Shanoylo S. M., Kryuchin A. A., Kozheshcurt V. I., Tokar A. P., Zymenko V. I. Optical immersion as a new way to increase information recording density // Proc. SPIE. – 1991. – Vol. 1831. – P. 2-12.

[1] O.Svelto, Principles of lasers, Springer, 2010

[2] Guo F., Schlesinger T. E., Stancil D. D. Optical field study of near-field optical recording with a solid immersion lens // Appl. Optics. – 2000. – Vol. 39, No 2. – R. 324-332.

[3] Petrov V. V., Shanoylo S. M., Kryuchin A. A., Kozheshcurt V. I., Tokar A. P., Zymenko V. I. Optical immersion as a new way to increase information recording density // Proc. SPIE. – 1991. – Vol. 1831. – P. 2-12.

[1]

[2]

[3]