מיקרוגל Photonics מערכות המבוססות על מהודי לחישות-גלריה של מצב

המטרה הכוללת של הליך זה היא ליצור מסרקי תדרים אופטיים באמצעות מצב Whispering Gallery, מהודי דיסק ליישומי פוטוניקה במיקרוגל. השלב הראשון הוא לטחון וללטש את שפת הדיסק הגבישי עד שקנה המידה של חספוס פני השטח שלו הוא תת-ננומטר. השלב השני הוא למדוד חספוס פני שטח זה באמצעות מיקרוסקופ אינטרפרומטר AAU.

לאחר מכן, א, סיב אופטי במצב יחיד נמשך תוך כדי חימום עם המבער על מנת לקבל סיב מחודד בקוטר קנה מידה מיקרומטר. השלב האחרון הוא להשתמש במתחדד כדי לחבר אור לייזר לתוך מהוד הדיסק ולעורר מצב גלריה לוחש שנתיב האור הלוך ושוב שלו מתאים למספר שלם של השתקפויות פנימיות כוללות. בסופו של דבר, עוצמת המשאבה מוגברת ומצבי גלריה לוחשים אחרים מתרגשים באמצעות הטיפול הלא ליניארי.

זה מוביל לפולסים קצרים בתחום הטמפורלי ולמסרק תדרים בתחום התדרים. המבחן בשימוש בדיסק גבישי מלוטש מכנית הוא שניתן להשיג איכות מהירה מאוד על פני השטח עם ספיגה פנימית קטנה. ניתן להשתמש במדויק בחומרת פני השטח באמצעות פרופילומטר אופטי מותאם אישית, וגורם ה-C הקשור משתמש בשיטות ה-cavi כדי לשגר את האור לתוך יוצרי הדיסק.

אנו משתמשים בסיבים מסוג המיוצרים במעבדה שלנו. בניגוד לשיטות אחרות. סיבים מסוג מספקים את יעילות הצימוד הגבוהה מאוד הדרושה כדי להפעיל אפקטים לא ליניאריים.

בהספק משאבה נמוך, אי-הליניאריות של הטיפול גורמת לתדרים חדשים ככוח לייזר גבוה מספיק המוביל לעמודת תדרים אופטית. עבור תדרים בקורלציה פאזה, ניתן ליצור מיקרוגל אמין, בו אנו משתמשים ליישומי פוטוניקס. השלב הראשון בפרוטוקול זה הוא לייצר מהוד.

התחל עם חלון אופטי, מגנזיום פלואוריד גבישי, או סידן פלואוריד. כאן משתמשים בדיסק בקוטר שישה מילימטר של סידן פלואוריד. הקריסטל יעוצב וילוטש על מגדל ליטוש כמו זה שנוצר במיוחד לניסוי זה.

דגימות במגדל ליטוש זה מחוברות למוט המוחזק על ידי דבק מנוע הציר, קצה המוט למרכז החלון האופטי הגביש, הרכיב את המוט במנוע הציר. לאחר מכן, כסו מוביל מתכתי בצורת V עם כרית תמיכה ליטוש המתאימה לגביש המשמש. קח תערובת מוכנה של אבקה שוחקת, כגון יהלום או סיליקון קרביד בגודל חלקיקים של 10 מיקרון ומים ושפך אותה על הכרית במדריך.

התחל את סיבוב הגביש בכ-5,000 סל"ד והזז את המכוון לכיוון הגביש המסתובב כדי להתחיל לטחון אותו ב-20 גרם. לחץ המשך לטחון עד שלגביש יש צורה קמורה כמו בתמונה זו שנוצרה במחשב. זה יכול לקחת בין שעתיים לארבע שעות, תלוי בחומר.

לאחר עיצוב הקריסטל, השלב הבא הוא השחזה והברקה נוספת. באמצעות חלקיקים שוחקים קטנים יותר ויותר מעורבבים עם מים במדריך, התהליך השלם אורך ארבע עד שמונה שעות. ככל שהשחזה והליטוש מתקדמים, חשוב לקבל משוב על מצב המשטח.

בתחילה, כאשר הגביש אטום, השתמש במיקרוסקופ אופטי לבדיקה חזותית. המשטח צריך להישאר נקי מפגמים עם חספוס בקנה מידה של גודל הגרגר השוחק. מאוחר יותר לאחר ליטוש מוצלח עם חלקיקי מיקרון אחד, הגביש הופך לשקוף והושג ליטוש אופטי בשלבים מאוחרים יותר עם חומרים שוחקים קטנים יותר, נדרשות מדידות אינטרפרומטריות כדי לאפיין את פני השטח.

השתמש במיקרוסקופ המצויד במטרת האינטרפרומטר של המורל כדי לחקור שינויים בגובה פני השטח באופן איכותי באמצעות דפוסי ההפרעה הנצפים במטרת המורל. מחצית מהאור הפוגע מופנה אל פני השטח של הדיסק ואילו החצי השני מוחזר על ידי מראה. האור המוחזר על ידי הדיסק והאור מהמראה מייצרים דפוס הפרעה המשמש לאפיון משטח הדיסק.

תמונה אינטרפרומטרית זו היא ממשטח מלוטש באבקת מיקרון אחד. זה מראה שינויים משמעותיים בגובה. תמונה זו היא ממשטח מלוטש באבקה של 100 ננומטר.

זה מצביע על משטח חלק בהרבה. לאפיון מפורט יותר, השתמש במדידה מבוקרת מחשב של שינויי הגובה של פני השטח בשטח קטן. תמונה זו הושלמה תוך כשעה ומכסה כ-0.25 מילימטרים רבועים.

השחזה והליטוש צריכים להימשך עד שהנתונים האינטרפרומטריים מצביעים על כך שהמשטח חלק ככל האפשר. על מנת לחבר אור לדיסק. מתחדד נמשך בסיב אופטי.

כאשר מתחדדים, קוטר הסיבים במתחדד מצטמצם מ-125 מיקרון למיקרון אחד. מצבים מסדר גבוה יותר מתרגשים בהדרגה והם מפריעים זה לזה. מגיעים לנקודה קריטית.

כאשר מצבים מסדר גבוה יותר אלה נפלטים, אז רק מצב אחד נשאר מונחה וניתן להשתמש בשדה החולף שלו כדי לחבר אור לדיסק כדי ליצור את הסיב האופטי לצימוד לתהודה. התחל עם כמטר אחד של סיבי סיליקה במצב יחיד. חבר את הסיב החשוף למחברי FC מכל צד.

הסירו כחמישה סנטימטרים מציפוי הפלסטיק והפולימר מהחלק המרכזי של סיבי סיליקה במצב יחיד. לאחר מכן חבר קצה אחד של הסיב לגל רציף ליד מקור לייזר אינפרא אדום, ואת השני לדיודת צילום. זה מאפשר ניטור של הסיבים.

לאחר מכן, תקן חלק מצופה משני צידי האזור המופשט של הסיב למנוע ברזולוציה גבוהה הנשלט על ידי מחשב. המנועים צריכים להיות נשלטים על ידי מחשב ולהגדיר אותם למשוך את הקצוות בכיוונים מנוגדים בתאוצה קבועה. כעת, מחממים את החלק הלא מצופה של הסיב בעזרת מבער למשך כדקה.

הלהבות צריכות להיות עדינות כדי למנוע פגיעה במתחדד המתפתח. לאחר דקה אחת תוך כדי הפעלת להבה, השתמש בממשק מחשב של המנועים כדי להפעיל כל אחד מהם בתאוצה קבועה של כחמישה מיקרון לריבוע. שנית, לאחר תחילת השרטוט, עקוב אחר העברת המתחדד באמצעות מקור הלייזר ודיודת הצילום.

דפוסי הפרעות IOD יופיעו במהלך התהליך, יגדלו בתדירות ואז ייעלמו לקוטר פסולת קרוב למיקרון אחד. בשלב זה, עצרו את התנועה המוטורית ואת הלהבה מיד כדי לחבר אור לתהודה ולמדוד את מצבי האגאן של החלל. יש לקרב את המהוד ואת מתחדד הסיבים זה לזה תחת מיקרוסקופ.

תקן את המהוד על שלב תרגום מבוקר PAO בעל שלושה צירים בקרבת מתחדד הסיבים תוך שימוש במיקרוסקופ כדי לנטר את המיקום היחסי של המהוד ומתחדד הסיבים. העבר את המהוד למרחק של פחות ממיקרון אחד מהמתחדד. השתמש במראה כדי לסייע במיקום אנכי וזווית הטיה כדי לבדוק את הצימוד של הסיב והתהודה.

חבר את הסיב המחודד לדיודת לייזר גלויה. כאשר הצימוד יעיל, יש להאיר את התהודה. לאחר שהושג צימוד יעיל, החלף את דיודת הלייזר הנראית לעין בלייזר ללא דילוג מצב שהתיישר עם צר יותר מזה של התהודה.

יש להזין את הקצה השני של ההתחדדות לדיודת צילום המחוברת לאוסצילוסקופ. כאשר האור נכנס לחלל, עוצמתו פוחתת באופן אקספוננציאלי עם הזמן. זמן הדעיכה האופייני נקרא אורך החיים של הפוטון.

מדד חשוב לקיבולת אחסון האנרגיה של המהוד הוא גורם האיכות המוגדר כמכפלה של אורך חיי הפוטון והתדר הזוויתי של הפוטון. ניתן לבצע מדידה מדויקת של גורם האיכות באמצעות ניסוי טבעת החלל למטה כדי לבצע אותו. טאטא את לייזר הקלט דרך אורכי גל מהר מספיק כדי לגרום להפרעה בין האור המהדהד הדועך בתא לבין האור המנותק מזמן שלאחר מכן.

לאחר מכן כוונן את מיקום המהוד והתחדד כדי למקסם את גורם איכות הצימוד. באמצעות עקבות האוסילוסקופ כמדריך, גורם האיכות נמצא על ידי התאמת העקומה הנמדדת. ניתן לראות אפקטים לא ליניאריים על ידי הכנסת מגבר אופטי בין הלייזר המתכוונן לתהודה.

השתמש במעקב אחר אוסילוסקופ דיודות הצילום לקבלת משוב, כוון את הלייזר לאורך גל קלט קרוב לתהודה. בשלב זה, חבר את סיב הפלט למנתח ספקטרום אופטי ברזולוציה גבוהה. הגדל את עוצמת כניסת הלייזר תוך ניתוק קל של אורך הגל של המשאבה.

תדרים חדשים יופיעו בכל צד של שיא המשאבה. זהו מסרק תדר אופטי לטיפול. בחלקה זו של שידור מול זמן, העקבות בכחול נמצאו בטכניקת טבעת החלל למטה על מהוד במצב גלריה לוחש המיוצר מסידן פלואוריד.

בשיטות של פרוטוקול זה, העקומה האדומה היא העקומה המותאמת שממנה ניתן לקבוע גורם איכות מהותי של 1.5 כפול 10 עד התשיעי. נתונים אלה מציגים את מסרק התדרים האופטי הטיפולי המתקבל עבור מהוד מצב גלריה לוחש. התדר המרכזי הוא זה של לייזר הכניסה, כ-193.3 טרה-הרץ.

הקווים הספקטרליים האחרים נוצרים על ידי האינטראקציות הלא ליניאריות בתהודה. התדר בין כל קו ספקטרלי הוא שישה ג'יגה-הרץ המתאים לטווח הספקטרלי החופשי של המהוד. לאחר צפייה בסרטון זה, אתה אמור להבין היטב כיצד לייצר מצב גלריה לחישה אולטרה HighQ, תהודה, כיצד לחבר אותם למשאבת לייזר באמצעות סיב מחודד וכיצד ליצור קומפוזיציית תדרים אופטית.

שיטות אלו מאפשרות לחקור את האינטראקציות הבסיסיות של חומר האור הנגרמות על ידי שדות לייזר מוגבלים מאוד במדיה לא ליניארית, חקירה של מגוון רחב של יישומים טכנולוגיים. אל תשכח לנקוט באמצעי זהירות כגון מסכות, דבקים ומשקפי בטיחות לייזר מוסמכים בעת ביצוע הליך זה.