Lazè pulsasyon ak yon to repetisyon ultra-wo
Nan mond mikwoskopik entèraksyon ant limyè ak matyè a, pulsasyon ultra-wo vitès repetisyon (UHRP) yo aji kòm règ presi pou tan - yo osilan plis pase yon milya fwa pa segonn (1GHz), kaptire anprent molekilè selil kansè yo nan imaj espektral, pote gwo kantite done nan kominikasyon fib optik, epi kalibre kowòdone longèdonn zetwal yo nan teleskòp. Espesyalman nan so dimansyon deteksyon lidar la, lazè pulsasyon terahertz ultra-wo vitès repetisyon (100-300 GHz) yo ap vin zouti pwisan pou penetre kouch entèferans lan, transfòme limit pèsepsyon twa dimansyon ak pouvwa manipilasyon espasyotanporèl nan nivo foton an. Kounye a, itilizasyon mikwo-estrikti atifisyèl, tankou kavite mikwo-bag ki mande presizyon pwosesis nano-echèl pou jenere melanj kat vag (FWM), se youn nan metòd prensipal yo pou jwenn pulsasyon optik ultra-wo vitès repetisyon. Syantis yo ap konsantre sou rezoud pwoblèm jeni nan pwosesis estrikti ultra-fin yo, pwoblèm reglaj frekans pandan inisyasyon pulsasyon an, ak pwoblèm efikasite konvèsyon apre jenerasyon pulsasyon an. Yon lòt apwòch se sèvi ak fib ki pa lineyè ditou epi itilize efè enstabilite modilasyon an oubyen efè FWM nan kavite lazè a pou eksite UHRP yo. Jiskaprezan, nou toujou bezwen yon "fòmatè tan" ki pi abil.
Pwosesis pou jenere UHRP lè yo enjekte pulsasyon ultra rapid pou eksite efè FWM disipatif la dekri kòm "ignisyon ultra rapid". Kontrèman ak konplo kavite mikwo bag atifisyèl ki mansyone pi wo a ki mande ponpe kontinyèl, ajisteman presi dezakòd pou kontwole jenerasyon pulsasyon, ak itilizasyon medya trè non lineyè pou bese papòt FWM lan, "ignisyon" sa a depann sou karakteristik pik pouvwa pulsasyon ultra rapid yo pou eksite FWM dirèkteman, epi apre "koupe ignisyon an", reyalize UHRP oto-soutni.
Figi 1 montre mekanis prensipal pou reyalize oto-òganizasyon pulsasyon ki baze sou eksitasyon pulsasyon grenn ultra rapid nan kavite bag fib disipatif yo. Pulsasyon grenn ultra kout ki enjekte ekstènman an (peryòd T0, frekans repetisyon F) sèvi kòm "sous ignisyon" pou eksite yon chan mayetik pulsasyon gwo puisans nan kavite disipasyon an. Modil gen entraselulè a travay an sinèji ak fòmatè espektral la pou konvèti enèji pulsasyon grenn nan yon repons espektral ki gen fòm peny atravè regilasyon jwenti nan domèn tan-frekans lan. Pwosesis sa a kraze limit ponpaj kontinyèl tradisyonèl la: pulsasyon grenn nan fèmen lè li rive nan papòt disipasyon FWM a, epi kavite disipasyon an kenbe eta oto-òganizasyon pulsasyon an atravè balans dinamik gen ak pèt la, ak frekans repetisyon pulsasyon an ki se Fs (ki koresponn ak frekans intrinsèque FF ak peryòd T kavite a).
Etid sa a te fè verifikasyon teyorik tou. Baze sou paramèt yo adopte nan konfigirasyon eksperimantal la epi avèk yon 1pslazè pulsasyon ultra rapidKòm premye chan an, yo te fè yon simulation nimerik sou pwosesis evolisyon domèn tan ak frekans pulsasyon an nan kavite lazè a. Yo te jwenn ke pulsasyon an te pase nan twa etap: divizyon pulsasyon, osilasyon peryodik pulsasyon, ak distribisyon inifòm pulsasyon nan tout kavite lazè a. Rezilta nimerik sa a verifye tou karakteristik oto-òganizasyon an.lazè pulsasyon.
Lè yo deklanche efè melanj kat vag la nan kavite bag fib disipatif la atravè ignisyon pulsasyon grenn ultra rapid, yo te reyisi jenerasyon ak antretyen oto-òganizasyon pulsasyon frekans repetisyon ultra-wo sub-THZ (pwodiksyon ki estab nan 0.5W pouvwa apre yo fin etenn grenn nan), sa ki bay yon nouvo kalite sous limyè pou jaden lidar la: Refrekans nivo sub-THZ li a ka amelyore rezolisyon nyaj pwen an rive nan nivo milimèt. Fonksyon oto-soutni pulsasyon an diminye anpil konsomasyon enèji sistèm lan. Estrikti tout fib la asire operasyon estabilite segondè nan band sekirite je 1.5 μm lan. Pou lavni, teknoloji sa a espere kondwi evolisyon lidar monte sou machin nan direksyon miniaturizasyon (ki baze sou mikwo-filt MZI) ak deteksyon long distans (ekspansyon pouvwa a > 1W), epi plis adapte ak egzijans pèsepsyon anviwònman konplèks yo atravè ignisyon kowòdone milti-longèdonn ak règleman entelijan.
Lè piblikasyon an: 8 Jiyè 2025