ميكروويف أنظمة الضوئيات بناء على الرنانون توشوش-معرض واسطة

الهدف العام من هذا الإجراء هو إنشاء أمشاط تردد بصري باستخدام وضع Whispering Gallery ، ورنانات القرص لتطبيقات الضوئيات بالميكروويف. تتمثل الخطوة الأولى في طحن وتلميع حافة القرص البلوري حتى يصبح حجم خشونة سطحه أقل نانومتر. الخطوة الثانية هي قياس خشونة السطح هذه باستخدام مجهر مقياس التداخل AAU.

بعد ذلك ، يتم سحب ألياف ضوئية أحادية الوضع أثناء تسخينها باستخدام موقد اللحام من أجل الحصول على ألياف مدببة بقطر مقياس ميكرومتر. تتمثل الخطوة الأخيرة في استخدام المستدق لإقران ضوء الليزر في مرنان القرص وإثارة وضع المعرض الهمس الذي يتوافق مسار الضوء ذهابا وإيابا مع عدد صحيح من إجمالي الانعكاسات الداخلية. في النهاية ، يتم زيادة قوة المضخة ويتم إثارة أوضاع معرض الهمس الأخرى من خلال عدم خطية الرعاية.

هذا يؤدي إلى نبضات قصيرة في المجال الزمني ومشط تردد في مجال التردد. الاختبار في استخدام جهاز القرص المتبلور المصقول ميكانيكيا هو أنه من الممكن تحقيق جودة عالية جدا للسطح مع امتصاص داخلي صغير. يمكن أن يكون السطح بدقة باستخدام مقياس بصري مخصص ، ويستخدم عامل C ذي الصلة طرق cavi لإطلاق الضوء في منشئي القرص.

نحن نستخدم ألياف من النوع المصنعة في مختبرنا. على عكس الطرق الأخرى. توفر ألياف النوع كفاءة اقتران عالية جدا اللازمة لإحداث تأثيرات غير خطية.

عند طاقة المضخة المنخفضة ، تحفز اللاخطية الرعاية ترددات جديدة كطاقة ليزر عالية بما فيه الكفاية تؤدي إلى عمود تردد بصري. بالنسبة للترددات المرتبطة بالطور ، يمكن إنشاء أفران ميكروويف موثوقة ، والتي نستخدمها لتطبيقات Photonix. الخطوة الأولى في هذا البروتوكول هي إنتاج مرنان.

ابدأ بفلوريد المغنيسيوم البلوري للنافذة البصرية أو فلوريد الكالسيوم. هنا ، يتم استخدام قرص قطره ستة ملليمترات من فلوريد الكالسيوم. سيتم تشكيل البلورة وصقلها على برج تلميع مثل البرج المخصص لهذه التجربة.

يتم إرفاق العينات الموجودة في برج التلميع هذا بقضيب يتم تثبيته بواسطة غراء محرك المغزل ، ونهاية القضيب إلى وسط النافذة البصرية البلورية ، وتركيب القضيب في محرك المغزل. بعد ذلك ، قم بتغطية دليل معدني على شكل حرف V مع وسادة دعم تلميع مناسبة للبلورة المستخدمة. خذ خليطا محضرا من مسحوق كاشطة ، مثل الماس أو كربيد السيليكون بحجم جسيم 10 ميكرون وماء واسكبه فوق الوسادة الموجودة في الدليل.

ابدأ دوران البلورة عند حوالي 5,000 دورة في الدقيقة وحرك الدليل نحو البلورة الدوارة لبدء طحنها عند 20 جراما. الضغط: استمر في الطحن حتى يكون للبلورة شكل محدب كما في هذه الصورة التي تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر. قد يستغرق ذلك ما بين ساعتين إلى أربع ساعات حسب المادة.

بعد تشكيل البلورة ، فإن الخطوة التالية هي مزيد من الطحن والتلميع. باستخدام جزيئات كاشطة أصغر تدريجيا ممزوجة بالماء في الدليل ، تستغرق العملية الكاملة من أربع إلى ثماني ساعات. مع استمرار الطحن والتلميع ، من المهم الحصول على تعليقات حول حالة السطح.

في البداية ، عندما تكون البلورة معتمة ، استخدم المجهر البصري للفحص البصري. يجب أن يظل السطح خاليا من العيوب مع خشونة على مقياس حجم الحبوب الكاشطة. في وقت لاحق بعد التلميع الناجح بجزيئات ميكرون واحدة ، تصبح البلورة شفافة وتم الوصول إلى التلميع البصري في مراحل لاحقة باستخدام مواد كاشطة أصغر ، وهناك حاجة إلى قياسات تداخل لتوصيف السطح.

استخدم مجهرا مزودا بهدف مقياس التداخل المعنوي لدراسة التغيرات في ارتفاع السطح نوعيا عبر أنماط التداخل المرصودة في هدف الروح المعنوية. يتم توجيه نصف الضوء الساقط إلى سطح القرص بينما ينعكس النصف الآخر بواسطة مرآة. ينتج عن الضوء المنعكس بواسطة القرص والضوء المنبعث من المرآة نمط تداخل يستخدم لتوصيف سطح القرص.

هذه الصورة المتداخلة مأخوذة من سطح مصقول بمسحوق ميكرون واحد. يظهر اختلافات كبيرة في الارتفاع. هذه الصورة مأخوذة من سطح مصقول بمسحوق 100 نانومتر.

يشير إلى سطح أكثر نعومة. للحصول على توصيف أكثر تفصيلا ، استخدم قياسا يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر لتغيرات ارتفاع السطح في منطقة صغيرة. تم الانتهاء من هذه الصورة في حوالي ساعة واحدة وتغطي حوالي 0.25 ملم مربع.

يجب أن يستمر الطحن والتلميع حتى تشير بيانات قياس التداخل إلى أن السطح أملس قدر الإمكان. من أجل إقران الضوء على القرص. يتم رسم تفتق في الألياف الضوئية.

عندما يتم سحب المستدق ، يتم تقليل قطر الألياف في الاستدقاق من 125 ميكرون إلى ميكرون واحد. يتم إثارة أوضاع الترتيب الأعلى بشكل تدريجي وتتداخل مع بعضها البعض. تم الوصول إلى نقطة حرجة.

عندما يتم إخراج أوضاع الترتيب الأعلى هذه ، يبقى وضع واحد فقط موجها ويمكن استخدام مجاله الزائل لإقران الضوء في القرص لإنشاء الألياف الضوئية للاقتران بالرنان. ابدأ بحوالي متر واحد من ألياف السيليكا أحادية الوضع. قم بلصق الألياف العارية بموصلات FC على كل جانب.

قم بإزالة حوالي خمسة سنتيمترات من طلاء البلاستيك والبوليمر من القسم المركزي لألياف السيليكا أحادية الوضع. ثم قم بتوصيل أحد طرفي الألياف بموجة مستمرة بالقرب من مصدر ليزر الأشعة تحت الحمراء ، والآخر بصمام ثنائي للصور. هذا يسمح بمراقبة الألياف.

بعد ذلك ، قم بتثبيت جزء مطلي على جانبي المنطقة المجردة من الألياف بمحرك عالي الدقة يتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر. يجب التحكم في المحركات بواسطة الكمبيوتر وتكوينها لسحب الأطراف في اتجاهين متعاكسين بتسارع مستمر. الآن ، قم بتسخين الجزء غير المطلي من الألياف باستخدام موقد اللحام لمدة دقيقة واحدة تقريبا.

يجب أن تكون النيران لطيفة لتجنب إتلاف المستدق المتطور. بعد دقيقة واحدة مع الاستمرار في تشغيل اللهب ، استخدم واجهة كمبيوتر للمحركات لبدء تحرك كل منها بتسارع ثابت يبلغ حوالي خمسة ميكرون لكل مربع. ثانيا ، بمجرد بدء الرسم ، راقب نقل المستدق باستخدام مصدر الليزر والصمام الثنائي للصور.

ستظهر أنماط تداخل IOD أثناء العملية ، وتزداد في التردد ، ثم تختفي لقطر النفايات بالقرب من ميكرون واحد. في هذه المرحلة ، أوقف كل من حركة المحرك واللهب على الفور لإقران الضوء بالرنان وقياس أوضاع agan للتجويف. يجب تقريب المرنان والألياف المستدقة من بعضهما البعض تحت المجهر.

قم بتثبيت الرنان على مرحلة ترجمة يتم التحكم فيها بواسطة PAO ثلاثية المحاور بالقرب من تفتق الألياف أثناء استخدام المجهر لمراقبة الموضع النسبي للرنان وتفتق الألياف. حرك الرنان إلى مسافة أقل من ميكرون واحد من الاستدقاق. استخدم مرآة للمساعدة في تحديد الموضع الرأسي وزاوية الإمالة لاختبار اقتران الألياف والرنان.

قم بتوصيل الألياف المدببة بصمام ثنائي ليزر مرئي. عندما يكون التوصيل فعالا ، يجب إضاءة الرنان. بمجرد تحقيق اقتران فعال ، استبدل الصمام الثنائي الليزري المرئي بليزر خال من القفزات يتماشى مع أضيق من الرنين.

يجب إدخال الطرف الآخر من الاستدقاق إلى صمام ثنائي للصور متصل براسم الذبذبات. عندما يدخل الضوء في التجويف ، تقل شدته بشكل كبير بمرور الوقت. يسمى وقت الاضمحلال المميز بعمر الفوتون.

مقياس مهم لسعة تخزين الطاقة للرنان هو عامل الجودة المعرف على أنه ناتج عمر الفوتون والتردد الزاوي للفوتون. يمكن إجراء قياس دقيق لعامل الجودة باستخدام تجربة حلقة التجويف لأسفل لتنفيذها. قم بمسح ليزر الإدخال عبر الأطوال الموجية بسرعة كافية لإحداث تداخل بين الضوء الرنان الذي يتحلل في الغرفة والضوء غير المضبوط من وقت لاحق.

ثم قم بضبط موضع الرنان واستدقاقه لزيادة عامل جودة الاقتران. باستخدام تتبع راسم الذبذبات كدليل ، يتم العثور على عامل الجودة من خلال تركيب المنحنى المقاس. يمكن رؤية التأثيرات غير الخطية عن طريق إدخال مكبر للصوت بصري بين الليزر القابل للضبط والرنان.

باستخدام تتبع راسم الذبذبات للصمام الثنائي للصور للحصول على التغذية الراجعة ، قم بضبط الليزر على طول موجي إدخال قريب من الرنين. في هذه المرحلة ، قم بتوصيل الألياف الناتجة بمحلل طيف بصري عالي الدقة. قم بزيادة طاقة إدخال الليزر مع تفكيك الطول الموجي للمضخة قليلا.

ستظهر ترددات جديدة على كل جانب من ذروة المضخة. هذا هو مشط التردد البصري للعناية. في مؤامرة الانتقال هذه مقابل الوقت ، تم العثور على الأثر باللون الأزرق باستخدام تقنية حلقة التجويف لأسفل على مرنان وضع المعرض الهمس المصنوع من فلوريد الكالسيوم.

باستخدام طرق هذا البروتوكول ، فإن المنحنى الأحمر هو المنحنى المناسب الذي يمكن من خلاله تحديد عامل جودة جوهري 1.5 في 10 إلى التاسع. توضح هذه البيانات مشط التردد البصري للعناية الذي تم الحصول عليه لرنان وضع المعرض الهمس. التردد المركزي هو تردد ليزر الإدخال ، حوالي 193.3 تيراهرتز.

يتم إنشاء الخطوط الطيفية الأخرى بواسطة التفاعلات غير الخطية في الرنان. التردد بين كل خط طيفي هو ستة غيغاهرتز يتوافق مع المدى الطيفي الحر للرنان. بعد مشاهدة هذا الفيديو ، يجب أن يكون لديك فهم جيد حول كيفية تصنيع وضع معرض الهمس فائق HighQ ، والرنانات ، وكيفية ربطها بمضخة الليزر باستخدام ألياف مدببة وكيفية إنشاء تركيبة تردد ضوئي.

تتيح هذه الأساليب التحقيق في تفاعلات المادة الضوئية الأساسية التي تسببها مجالات الليزر المحصورة بشدة في الوسائط غير الخطية ، واستكشاف مجموعة متنوعة من التطبيقات التكنولوجية. لا تنس اتخاذ الاحتياطات مثل الأقنعة والمواد اللاصقة ونظارات السلامة بالليزر المعتمدة أثناء تنفيذ هذا الإجراء.