Ultra-alta ripetfrekvenco pulsita lasero
En la mikroskopa mondo de la interagado inter lumo kaj materio, ultra-altaj ripetfrekvencaj pulsoj (UHRP-oj) agas kiel precizaj regantoj de tempo - ili oscilas pli ol miliardo da fojoj sekunde (1 GHz), kaptante la molekulajn fingrospurojn de kanceraj ĉeloj en spektra bildigo, portante masivajn kvantojn da datumoj en optika fibra komunikado, kaj kalibrante la ondolongajn koordinatojn de steloj en teleskopoj. Precipe en la salto de la detekta dimensio de lidaro, terahercaj ultra-altaj ripetfrekvencaj pulsaj laseroj (100-300 GHz) fariĝas potencaj iloj por penetri la interferan tavolon, transformante la limojn de tridimensia percepto per la spactempa manipula povo je la fotona nivelo. Nuntempe, uzi artefaritajn mikrostrukturojn, kiel ekzemple mikro-ringaj kavaĵoj, kiuj postulas nanoskalan prilaboran precizecon por generi kvar-ondan miksadon (FWM), estas unu el la ĉefaj metodoj por akiri ultra-altajn ripetfrekvencajn optikajn pulsojn. Sciencistoj fokusiĝas al solvado de la inĝenieraj problemoj en la prilaborado de ultra-fajnaj strukturoj, la frekvenca agorda problemo dum pulsiniciato, kaj la problemo de konverta efikeco post pulsgenerado. Alia aliro estas uzi tre nelinearajn fibrojn kaj utiligi la modulan malstabilecan efikon aŭ FWM-efikon ene de la lasera kavaĵo por eksciti UHRP-ojn. Ĝis nun, ni ankoraŭ bezonas pli lertan "tempoformilon".
La procezo de generado de UHRP per injektado de ultrarapidaj pulsoj por eksciti la disipeman FWM-efikon estas priskribita kiel "ultrarapida ekbruligo". Malsame ol la supre menciita artefarita mikroringa kavaĵskemo, kiu postulas kontinuan pumpadon, precizan alĝustigon de malagordado por kontroli pulsgeneradon, kaj uzon de tre nelinearaj medioj por malaltigi la FWM-sojlon, ĉi tiu "ekbruligo" dependas de la pintaj potencaj karakterizaĵoj de ultrarapidaj pulsoj por rekte eksciti FWM, kaj post "malŝalto", atingi memsubtenan UHRP.
Figuro 1 ilustras la kernan mekanismon por atingi pulsan memorganizadon bazitan sur ultrarapida sempulsa ekscito de disipemaj fibraj ringokavaĵoj. La ekstere injektita ultramallonga sempulso (periodo T0, ripetfrekvenco F) servas kiel "ŝaltfonto" por eksciti altpotencan pulsan kampon ene de la disipa kavaĵo. La intraĉela gajnomodulo funkcias sinergie kun la spektra formilo por konverti la sempulsan energion en kombilforman spektran respondon per artika reguligo en la tempo-frekvenca domajno. Ĉi tiu procezo rompas la limigojn de tradicia kontinua pumpado: la sempulso ĉesas kiam ĝi atingas la disipan FWM-sojlon, kaj la disipa kavaĵo konservas la memorganizan staton de la pulso per la dinamika ekvilibro de gajno kaj perdo, kun la pulsa ripetfrekvenco estanta Fs (korespondanta al la intrinseka frekvenco FF kaj periodo T de la kavaĵo).
Ĉi tiu studo ankaŭ faris teorian konfirmon. Bazite sur la parametroj adoptitaj en la eksperimenta aranĝo kaj kun 1psultrarapida pulsa laserokiel komenca kampo, numera simulado estis efektivigita pri la evolua procezo de la tempa domajno kaj frekvenco de la pulso ene de la lasera kavaĵo. Oni trovis, ke la pulso trapasis tri stadiojn: pulsdisigo, pulsa perioda oscilado, kaj pulsa unuforma distribuo tra la tuta lasera kavaĵo. Ĉi tiu numera rezulto ankaŭ plene konfirmas la memorganizajn karakterizaĵojn de lapulsa lasero.
Per ekigado de la kvar-onda miksa efiko ene de la disipema fibra ringa kavaĵo per ultrarapida sempulsa ekbruligo, la mem-organizanta generado kaj bontenado de sub-THZ ultra-altaj ripetfrekvencaj pulsoj (stabila eligo de 0.5W da potenco post semmalŝalto) estis sukcese atingitaj, provizante novan tipon de lumfonto por la lidara kampo: Ĝia sub-THZ-nivela refrekvenco povas plibonigi la punktonuban distingivon ĝis milimetra nivelo. La pulsa mem-subtena funkcio signife reduktas la energian konsumon de la sistemo. La tute-fibra strukturo certigas altan stabilecan funkciadon en la okula sekureca bendo de 1.5 μm. Rigardante al la estonteco, ĉi tiu teknologio estas atendata antaŭenigi la evoluon de veturil-muntita lidaro al miniaturigo (bazita sur MZI-mikrofiltriloj) kaj longdistanca detekto (potenco-vastiĝo ĝis > 1W), kaj plue adaptiĝi al la perceptaj postuloj de kompleksaj medioj per plur-ondolonga kunordigita ekbruligo kaj inteligenta reguligo.
Afiŝtempo: 8-a de Julio, 2025