Laser pulsa kanthi tingkat pengulangan sing dhuwur banget
Ing jagad mikroskopis interaksi antarane cahya lan materi, pulsa tingkat pengulangan ultra-dhuwur (UHRP) tumindak minangka aturan wektu sing tepat - pulsa kasebut osilasi luwih saka samilyar kaping per detik (1GHz), njupuk sidik jari molekuler sel kanker ing pencitraan spektral, nggawa data akeh banget ing komunikasi serat optik, lan kalibrasi koordinat dawa gelombang lintang ing teleskop. Utamane ing lompatan dimensi deteksi lidar, laser pulsa tingkat pengulangan ultra-dhuwur terahertz (100-300 GHz) dadi alat sing kuat kanggo nembus lapisan gangguan, mbentuk maneh wates persepsi telung dimensi kanthi daya manipulasi spatiotemporal ing tingkat foton. Saiki, nggunakake mikrostruktur buatan, kayata rongga mikro-cincin sing mbutuhake akurasi pangolahan nano kanggo ngasilake pencampuran papat gelombang (FWM), minangka salah sawijining metode utama kanggo entuk pulsa optik tingkat pengulangan ultra-dhuwur. Para ilmuwan fokus ing ngrampungake masalah teknik ing pangolahan struktur ultra-halus, masalah tuning frekuensi sajrone inisiasi pulsa, lan masalah efisiensi konversi sawise generasi pulsa. Pendekatan liyané yaiku nggunakake serat nonlinier sing dhuwur lan nggunakake efek ketidakstabilan modulasi utawa efek FWM ing rongga laser kanggo ngrangsang UHRP. Nganti saiki, kita isih butuh "pembentuk wektu" sing luwih trampil.
Proses ngasilake UHRP kanthi nyuntikake pulsa ultrafast kanggo ngrangsang efek FWM disipatif diterangake minangka "pengapian ultrafast". Beda karo skema rongga microring buatan sing kasebut ing ndhuwur sing mbutuhake pompa terus-terusan, penyesuaian detuning sing tepat kanggo ngontrol generasi pulsa, lan panggunaan media nonlinier sing dhuwur kanggo nyuda ambang FWM, "pengapian" iki gumantung marang karakteristik daya puncak pulsa ultrafast kanggo langsung ngrangsang FWM, lan sawise "pengapian mati", Entuk UHRP sing mandiri.
Gambar 1 nggambarake mekanisme inti kanggo entuk pengaturan pulsa dhewe adhedhasar eksitasi pulsa wiji ultracepet saka rongga cincin serat disipatif. Pulsa wiji ultrashort sing diinjeksi eksternal (periode T0, frekuensi pengulangan F) dadi "sumber penyalaan" kanggo ngrangsang medan pulsa daya dhuwur ing rongga disipasi. Modul gain intraseluler kerjane sinergis karo pembentuk spektral kanggo ngowahi energi pulsa wiji dadi respon spektral awujud sisir liwat regulasi sendi ing domain frekuensi wektu. Proses iki ngatasi watesan pompa terus-terusan tradisional: pulsa wiji mati nalika tekan ambang batas FWM disipasi, lan rongga disipasi njaga kahanan pulsa sing ngatur dhewe liwat keseimbangan dinamis gain lan loss, kanthi frekuensi pengulangan pulsa dadi Fs (cocog karo frekuensi intrinsik FF lan periode T rongga).
Panliten iki uga nindakake verifikasi teoretis. Adhedhasar parameter sing diadopsi ing persiyapan eksperimen lan kanthi 1pslaser pulsa ultra cepetminangka lapangan awal, simulasi numerik ditindakake babagan proses evolusi domain wektu lan frekuensi pulsa ing rongga laser. Ditemokake manawa pulsa kasebut ngliwati telung tahapan: pamisahan pulsa, osilasi periodik pulsa, lan distribusi seragam pulsa ing saindenging rongga laser. Asil numerik iki uga kanthi lengkap verifikasi karakteristik ngatur dhewe sakalaser pulsa.
Kanthi micu efek pencampuran papat gelombang ing rongga cincin serat disipatif liwat pengapian pulsa wiji ultrafast, generasi lan pangopènan pulsa frekuensi pengulangan ultra-dhuwur sub-THZ sing ngatur dhewe (output stabil daya 0,5W sawise wiji dipateni) kasil digayuh, nyedhiyakake jinis sumber cahya anyar kanggo medan lidar: Frekuensi tingkat sub-THZ bisa nambah resolusi awan titik nganti tingkat milimeter. Fitur pulsa mandiri nyuda konsumsi energi sistem kanthi signifikan. Struktur kabeh-serat njamin operasi stabilitas dhuwur ing pita keamanan mata 1,5 μm. Ndeleng mangsa ngarep, teknologi iki diarepake bakal ndorong evolusi lidar sing dipasang ing kendaraan menyang miniaturisasi (adhedhasar filter mikro MZI) lan deteksi jarak jauh (ekspansi daya nganti > 1W), lan luwih adaptasi karo syarat persepsi lingkungan kompleks liwat pengapian terkoordinasi multi-panjang gelombang lan regulasi cerdas.
Wektu kiriman: 8 Juli 2025