Modlar sinxronizatsiyasi

Modalar sinxronizatsiyasi usuli orqali asllikni modulyatsiyalash usulidagiga qaraganda qisqaroq impulsli lazerlarni generatsiyalash mumkin. Bunda bir vaqtning o`zida bir nechta modlardan foydalaniladi. Bir nechta modlar bo`lgan holda markaziy modga nisbatan $m\delta \omega$ ga siljigan signallarning yig`indisi ko`rinishida 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. qo`shma}}\right)

Qaralayotgan modlar soni $M$ aktiv muhitning kuchaytirish chizig`i bilan chegaralangan. Tasodifiy faza $\varphi _{m}$ esa bu yerda hal qiluvchi rol o`ynaydi. Agar $\varphi _{m}=\varphi _{0}$ va $E_{m}=E_{0}$ bo`lsa, 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. qo`shma}}\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}}

Ya'ni amplitudasi modulyatsiyalangan signal hosil bo`ladi.

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 bo`lishi mumkin, ya'ni aktiv va passiv. Buni amalga oshirishning bir necha yo`llari mavjud:

Elektro-optik modulyator (aktiv sinxronizatsiya) tahrir

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

Yacheykaning o`zini ham juda kichik o`lchamlarda tayyorlash kerak. Masalan, pikosekund impulslarni hosil qilish uchun uning qalinligi $3\cdot 10^{-4}\ m$ bo`lishi kerak.

Akusto-optik modulyator (aktiv sinxronizatsiya) tahrir

Bu usul bilan modlarni sinxronizatsiyalashda akustik to`lqinni modlar aro tebranish chastotasiga moslab o`zgartirish kerak.

To`yinuvchan yutgich usuli (passiv sinxronizatsiya) tahrir

Bu usulni qo`llash uchun yutgich modda juda keng yutilish polosasiga ega bo`lishi kerak. Ya'ni, ushbu modda keng to`lqinlar diapazonidagi nurlanishlarni yuta olishi lozim.

Amaliyotda ushbu usullardan tashqari Kerr yacheykalari ham qo`llaniladi. Bu usulda rezonatorga nochiziqli xossaga ega bo`lgan kristall joylashtiriladi. Unda sindirish ko`rsatkichining qiymati tushayotgan nurlanish intensivligiga bog`liq bo`lib qoladi va nurlanishning o`zini o`zi fokuslashi ro`y beradi. Natijada nur dastasining diametri kichrayib, tor diafragmadan o`tadi^[3].

Shuningdek qarang tahrir

Ikkinchi garmonika generatsiyasi

Asllikni modulyatsiyalash

Invers bandlik

Manbalar tahrir

↑ 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]