Teicneòlas Laser Leud-loidhne Cumhang Pàirt a Dhà
Ann an 1960, b’ e laser staid-chruaidh a’ chiad leusair rubaidh san t-saoghal, air a chomharrachadh le lùth toraidh àrd agus còmhdach tonn-fhaid nas fharsainge. Tha structar fànais sònraichte an leusair staid-chruaidh ga dhèanamh nas sùbailte ann an dealbhadh toraidh loidhne-leud cumhang. An-dràsta, tha na prìomh dhòighean a chaidh a chur an gnìomh a’ toirt a-steach dòigh cuas goirid, dòigh cuas fàinne aon-shligheach, dòigh àbhaisteach intracavity, dòigh cuas modh pendulum torsion, dòigh grating Bragg toirteil agus dòigh stealladh sìol.
Tha Figear 7 a’ sealltainn structar grunn leusairean staid-chruaidh modh aon-fhaid àbhaisteach.
Tha Figear 7(a) a’ sealltainn prionnsapal obrach taghadh modh aon-fhada stèidhichte air an inbhe FP sa chuas, is e sin, thathas a’ cleachdadh speactram tar-chuir leud-loidhne cumhang an inbhe gus call mhodhan fad-fhada eile a mheudachadh, gus am bi modhan fad-fhada eile air an sìoladh a-mach sa phròiseas farpais modh air sgàth an tar-chuir beag, gus obrachadh modh aon-fhada a choileanadh. A bharrachd air an sin, faodar raon sònraichte de thoradh gleusaidh tonn-fhaid fhaighinn le bhith a’ cumail smachd air Ceàrn agus teòthachd an inbhe FP agus ag atharrachadh an eadar-ama modh fad-fhada. Tha Figear 7(b) agus (c) a’ sealltainn an oscillator fàinne neo-phlanar (NPRO) agus an dòigh cuas modh pendulum torsionail a thathas a’ cleachdadh gus toradh modh aon-fhada fhaighinn. Is e am prionnsapal obrach toirt air a’ ghathan sgaoileadh ann an aon taobh anns an ath-shuidheadair, cuir às gu h-èifeachdach don sgaoileadh fànais neo-chothromach de àireamh nam mìrean air an tionndadh anns a’ chuas tonn seasamh àbhaisteach, agus mar sin a’ seachnadh buaidh buaidh losgaidh toll fànais gus toradh modh aon-fhada a choileanadh. Tha prionnsabal taghadh modh gràta Bragg mòr (VBG) coltach ri prionnsabal lasers leud-loidhne cumhang leth-chonnsachaidh agus snàithleach a chaidh ainmeachadh roimhe, is e sin, le bhith a’ cleachdadh VBG mar eileamaid sìoltachain, stèidhichte air a dheagh thaghadh speactram agus a dheagh thaghadh ceàrnach, bidh an oscillator a’ crathadh aig tonn-fhaid no còmhlan sònraichte gus dreuchd taghadh modh fad-ùine a choileanadh, mar a chithear ann am Figear 7(d).
Aig an aon àm, faodar grunn dhòighean taghaidh modh fad-ùine a chur còmhla a rèir feumalachdan gus cruinneas taghaidh modh fad-ùine a leasachadh, leud na loidhne a chaolachadh tuilleadh, no dian farpais a’ mhodh a mheudachadh le bhith a’ toirt a-steach cruth-atharrachadh tricead neo-loidhneach agus dòighean eile, agus tonn-fhaid toraidh an laser a leudachadh fhad ‘s a tha e ag obair ann an leud-loidhne cumhang, rud a tha duilich a dhèanamh airsonlaser leth-chonnsachaidhagusleusairean snàithleach.
(4) Leusair Brillouin
Tha leusair Brillouin stèidhichte air buaidh sgapadh Brillouin brosnaichte (SBS) gus teicneòlas toraidh fuaim ìosal, loidhne-leud cumhang fhaighinn, is e a phrionnsapal tro eadar-obrachadh am foton agus an raon fuaimneach a-staigh gus gluasad tricead sònraichte de fotonan Stokes a thoirt gu buil, agus tha e air a mheudachadh gu leantainneach taobh a-staigh leud-bann na buannachd.
Tha Figear 8 a’ sealltainn diagram ìre tionndaidh SBS agus structar bunaiteach laser Brillouin.
Air sgàth tricead crith ìosal an achaidh fuaimneach, mar as trice chan eil gluasad tricead Brillouin an stuth ach 0.1-2 cm-1, agus mar sin le laser 1064 nm mar an solas pumpaidh, chan eil tonn-fhaid Stokes a thèid a chruthachadh ach mu 1064.01 nm gu tric, ach tha seo cuideachd a’ ciallachadh gu bheil an èifeachdas tionndaidh cuantamach aige air leth àrd (suas ri 99.99% ann an teòiridh). A bharrachd air an sin, leis gu bheil leud loidhne buannachd Brillouin a’ mheadhain mar as trice dìreach de òrdugh MHZ-ghz (chan eil leud loidhne buannachd Brillouin cuid de mheadhanan cruaidh ach mu 10 MHz), tha e fada nas lugha na leud loidhne buannachd stuth obrach an laser de òrdugh 100 GHz, agus mar sin, faodaidh an Stokes a tha air a bhrosnachadh ann an laser Brillouin nochdadh gu follaiseach ann an cumhangachadh speactram às deidh ioma-mheudachadh anns a’ chuas, agus tha leud na loidhne toraidh aige grunn òrdughan meud nas cumhainge na leud na loidhne pumpaidh. An-dràsta, tha laser Brillouin air a bhith na phrìomh àite rannsachaidh ann an raon fotonaig, agus tha mòran aithisgean air a bhith ann mu òrdugh Hz agus fo-Hz de thoradh loidhne-leud glè chumhang.
Anns na bliadhnachan mu dheireadh, tha innealan Brillouin le structar treòraiche tonn air nochdadh ann an raonfotonaigs meanbh-thonn, agus tha iad a’ leasachadh gu luath a dh’ionnsaigh mion-dhealbhadh, amalachadh àrd agus rùn nas àirde. A bharrachd air an sin, tha an leusair Brillouin a tha a’ ruith san fhànais stèidhichte air stuthan criostail ùra leithid daoimean air a thighinn a-steach do lèirsinn dhaoine anns an dà bhliadhna a dh’ fhalbh, leis an adhartas ùr-ghnàthach aige ann an cumhachd structar an treòraiche tonn agus botail SBS easgach, cumhachd leusair Brillouin gu meud 10 W, a’ leagail a’ bhunait airson a chleachdadh a leudachadh.
Ceangal coitcheann
Le sgrùdadh leantainneach air eòlas ùr-nodha, tha leusairean leud-loidhne cumhang air a bhith nan inneal riatanach ann an rannsachadh saidheansail leis an coileanadh sàr-mhath aca, leithid an eadar-theachdaire leusair LIGO airson lorg tonnan grabhataidh, a bhios a’ cleachdadh leud-loidhne cumhang aon-tricead.leusairle tonn-fhaid de 1064 nm mar thùs sìl, agus tha leud-loidhne an t-solais sìl taobh a-staigh 5 kHz. A bharrachd air an sin, tha comas tagraidh mòr aig lasers leud cumhang le tonn-fhaid a ghabhas atharrachadh agus gun leum modh, gu sònraichte ann an conaltradh co-leanailteach, a choinnicheas gu foirfe ri feumalachdan iomadachadh roinneadh tonn-fhaid (WDM) no iomadachadh roinneadh tricead (FDM) airson comas atharrachadh tonn-fhaid (no tricead), agus thathar an dùil gum bi e mar phrìomh inneal an ath ghinealaich de theicneòlas conaltraidh gluasadach.
San àm ri teachd, brosnaichidh ùr-ghnàthachadh stuthan laser agus teicneòlas giullachd teannachadh leud-loidhne laser, leasachadh seasmhachd tricead, leudachadh raon tonn-fhaid agus leasachadh cumhachd, a’ rèiteachadh na slighe airson sgrùdadh daonna air an t-saoghal neo-aithnichte.
Àm puist: 29 dhen t-Samhain 2023