ແຫຼ່ງກຳເນີດເລເຊີທີ່ມີແສງທີ່ເບິ່ງເຫັນໄດ້ຕ່ຳກວ່າ 20 ເຟມໂຕວິນາທີ ແລະ ສາມາດປັບໄດ້

ແສງທີ່ເບິ່ງເຫັນໄດ້ຕໍ່າກວ່າ 20 ເຟມໂຕວິນາທີແຫຼ່ງເລເຊີກຳມະຈອນທີ່ສາມາດປັບໄດ້

ເມື່ອບໍ່ດົນມານີ້, ທີມງານຄົ້ນຄວ້າຈາກສະຫະລາຊະອານາຈັກໄດ້ເຜີຍແຜ່ການສຶກສາທີ່ມີນະວັດຕະກໍາ, ໂດຍປະກາດວ່າພວກເຂົາໄດ້ພັດທະນາແສງທີ່ເບິ່ງເຫັນໄດ້ໃນລະດັບເມກາວັດທີ່ສາມາດປັບໄດ້ພາຍໃຕ້ຄວາມໄວຕໍ່າກວ່າ 20 ເຟມໂຕວິນາທີ.ແຫຼ່ງເລເຊີແບບກະພິບແຫຼ່ງເລເຊີແບບກະພິບນີ້, ໄວຫຼາຍເລເຊີໄຟເບີລະບົບດັ່ງກ່າວມີຄວາມສາມາດໃນການຜະລິດກຳມະຈອນທີ່ມີຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ສາມາດປັບໄດ້, ໄລຍະເວລາສັ້ນຫຼາຍ, ພະລັງງານສູງເຖິງ 39 ນາໂນຈູລ, ແລະ ພະລັງງານສູງສຸດເກີນ 2 ເມກາວັດ, ເປີດໂອກາດໃຫ້ການນຳໃຊ້ໃໝ່ສຳລັບຂົງເຂດຕ່າງໆເຊັ່ນ: ສະເປກໂຕຣສະໂຄປີທີ່ໄວຫຼາຍ, ການຖ່າຍພາບທາງຊີວະພາບ, ແລະ ການປຸງແຕ່ງທາງອຸດສາຫະກຳ.

ຈຸດເດັ່ນຫຼັກຂອງເທັກໂນໂລຢີນີ້ແມ່ນການປະສົມປະສານຂອງສອງວິທີການທີ່ທັນສະໄໝຄື: “ການຂະຫຍາຍສັນຍານແບບບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ແບບ Gain-Managed (GMNA)” ແລະ “ການປ່ອຍຄື້ນກະຈາຍສັນຍານແບບສະທ້ອນ (RDW)”. ໃນອະດີດ, ເພື່ອໃຫ້ໄດ້ຄື້ນຄວາມຖີ່ສັ້ນທີ່ສາມາດປັບໄດ້ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງດັ່ງກ່າວ, ເລເຊີ titanium-sapphire ທີ່ມີລາຄາແພງ ແລະ ຊັບຊ້ອນ ຫຼື ເຄື່ອງຂະຫຍາຍສັນຍານແບບ optical parametric ມັກຈະຕ້ອງການ. ອຸປະກອນເຫຼົ່ານີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ມີລາຄາແພງ, ໃຫຍ່ໂຕ, ແລະ ຍາກທີ່ຈະຮັກສາເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງຖືກຈຳກັດໂດຍອັດຕາການຊ້ຳ ແລະ ຂອບເຂດການປັບທີ່ຕໍ່າ. ວິທີແກ້ໄຂເສັ້ນໄຍທັງໝົດທີ່ພັດທະນາໃນຄັ້ງນີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ເຮັດໃຫ້ສະຖາປັດຕະຍະກຳລະບົບງ່າຍຂຶ້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ ແລະ ຄວາມສັບສົນໄດ້ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ມັນຊ່ວຍໃຫ້ສາມາດຜະລິດຄື້ນຄວາມຖີ່ຕ່ຳກວ່າ 20 femtosecond ໂດຍກົງ, ສາມາດປັບໄດ້ເຖິງ 400 ຫາ 700 nanometers ແລະ ເກີນກວ່າຄື້ນຄວາມຖີ່ສູງທີ່ຄວາມຖີ່ຊ້ຳສູງ 4.8 MHz. ທີມງານຄົ້ນຄວ້າໄດ້ບັນລຸຄວາມກ້າວໜ້ານີ້ຜ່ານສະຖາປັດຕະຍະກຳລະບົບທີ່ຖືກອອກແບບຢ່າງແນ່ນອນ. ກ່ອນອື່ນໝົດ, ພວກເຂົາໄດ້ໃຊ້ຕົວສັ່ນສັນຍານເສັ້ນໄຍ ytterbium ທີ່ລັອກໂໝດຮັກສາໂພລາໄຣເຊຊັນຢ່າງເຕັມທີ່ໂດຍອີງໃສ່ກະຈົກວົງແຫວນຂະຫຍາຍສັນຍານແບບບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ (NALM) ເປັນແຫຼ່ງທີ່ມາຂອງແກ່ນ. ການອອກແບບນີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ຮັບປະກັນຄວາມໝັ້ນຄົງໃນໄລຍະຍາວຂອງລະບົບເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງຫຼີກລ່ຽງບັນຫາການເສື່ອມສະພາບຂອງຕົວດູດຊຶມອີ່ມຕົວທາງກາຍະພາບ. ຫຼັງຈາກການຂະຫຍາຍສັນຍານລ່ວງໜ້າ ແລະ ການບີບອັດສັນຍານ, ສັນຍານເມັດພັນຈະຖືກນຳເຂົ້າສູ່ຂັ້ນຕອນ GMNA. GMNA ນຳໃຊ້ການປັບປ່ຽນໄລຍະດ້ວຍຕົນເອງ ແລະ ການແຈກຢາຍສັນຍານແບບບໍ່ສະເໝີພາບຕາມລວງຍາວໃນເສັ້ນໄຍແສງເພື່ອໃຫ້ໄດ້ການຂະຫຍາຍສະເປກຕຣຳ ແລະ ສ້າງສັນຍານສັ້ນທີ່ສຸດດ້ວຍສຽງຮ້ອງເສັ້ນຊື່ທີ່ສົມບູນແບບ, ເຊິ່ງໃນທີ່ສຸດຈະຖືກບີບອັດໃຫ້ຕໍ່າກວ່າ 40 ເຟມໂຕວິນາທີຜ່ານຄູ່ຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ. ໃນລະຫວ່າງຂັ້ນຕອນການສ້າງ RDW, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ໃຊ້ເສັ້ນໄຍແກນກົ່ງຕ້ານການສະທ້ອນທີ່ອອກແບບ ແລະ ຜະລິດດ້ວຍຕົນເອງເກົ້າອັນ. ເສັ້ນໄຍແສງປະເພດນີ້ມີການສູນເສຍຕ່ຳຫຼາຍໃນແຖບສັນຍານຂອງປັ໊ມ ແລະ ພາກພື້ນແສງທີ່ເບິ່ງເຫັນໄດ້, ເຮັດໃຫ້ພະລັງງານສາມາດປ່ຽນຈາກປັ໊ມໄປສູ່ຄື້ນທີ່ກະຈາຍໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ ແລະ ຫຼີກລ່ຽງການແຊກແຊງທີ່ເກີດຈາກແຖບສັນຍານທີ່ມີການສູນເສຍສູງ. ພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂທີ່ດີທີ່ສຸດ, ພະລັງງານກຳມະຈອນຄື້ນກະຈາຍທີ່ລະບົບຜະລິດໄດ້ສາມາດບັນລຸ 39 ນາໂນຈູລ, ຄວາມກວ້າງຂອງກຳມະຈອນທີ່ສັ້ນທີ່ສຸດສາມາດບັນລຸ 13 ເຟມໂຕວິນາທີ, ພະລັງງານສູງສຸດສາມາດສູງເຖິງ 2.2 ເມກາວັດ, ແລະປະສິດທິພາບການປ່ຽນພະລັງງານສາມາດສູງເຖິງ 13%. ສິ່ງທີ່ໜ້າຕື່ນເຕັ້ນກວ່ານັ້ນກໍຄື ໂດຍການປັບຄວາມດັນອາຍແກັສ ແລະ ພາລາມິເຕີເສັ້ນໄຍ, ລະບົບສາມາດຂະຫຍາຍໄປສູ່ແຖບແສງອັນຕຣາໄວໂອເລັດ ແລະ ອິນຟາເຣດໄດ້ງ່າຍ, ເຊິ່ງບັນລຸການປັບແຖບແສງກວ້າງຈາກອັນຕຣາໄວໂອເລັດເລິກໄປຫາອິນຟາເຣດ.

ການຄົ້ນຄວ້ານີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍໃນຂົງເຂດພື້ນຖານຂອງໂຟໂຕນິກເທົ່ານັ້ນ, ແຕ່ຍັງເປີດສະຖານະການໃໝ່ສຳລັບຂົງເຂດອຸດສາຫະກຳ ແລະ ການນຳໃຊ້ອີກດ້ວຍ. ຕົວຢ່າງ, ໃນຂົງເຂດຕ່າງໆເຊັ່ນ: ການຖ່າຍພາບດ້ວຍກ້ອງຈຸລະທັດຫຼາຍໂຟຕອນ, ການວິເຄາະດ້ວຍແສງສະເປກໂຕຣສະໂຄປີທີ່ແກ້ໄຂເວລາໄດ້ໄວຫຼາຍ, ການປຸງແຕ່ງວັດສະດຸ, ການແພດທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍຳສູງ, ແລະ ການຄົ້ນຄວ້າທາງດ້ານທັດສະນະທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນທີ່ໄວຫຼາຍ, ແຫຼ່ງກຳເນີດແສງໄວຫຼາຍຊະນິດໃໝ່ທີ່ກະທັດຮັດ, ມີປະສິດທິພາບ, ແລະ ລາຄາຖືກນີ້ຈະຊ່ວຍໃຫ້ຜູ້ໃຊ້ມີເຄື່ອງມື ແລະ ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນທີ່ບໍ່ເຄີຍມີມາກ່ອນ. ໂດຍສະເພາະໃນສະຖານະການທີ່ຕ້ອງການອັດຕາການຊ້ຳຄືນສູງ, ພະລັງງານສູງສຸດ ແລະ ກຳມະຈອນສັ້ນຫຼາຍ, ເທັກໂນໂລຢີນີ້ມີການແຂ່ງຂັນຫຼາຍກວ່າຢ່າງບໍ່ຕ້ອງສົງໃສ ແລະ ມີທ່າແຮງໃນການສົ່ງເສີມຫຼາຍກວ່າເມື່ອທຽບກັບລະບົບການຂະຫຍາຍພາລາມິເຕີທາງແສງແບບ titanium-sapphire ຫຼື ລະບົບ optical parametric ແບບດັ້ງເດີມ.

ໃນອະນາຄົດ, ທີມງານຄົ້ນຄວ້າວາງແຜນທີ່ຈະເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງລະບົບຕື່ມອີກ, ເຊັ່ນ: ການເຊື່ອມໂຍງສະຖາປັດຕະຍະກຳໃນປະຈຸບັນທີ່ປະກອບດ້ວຍອົງປະກອບທາງແສງຫຼາຍອັນທີ່ມີພື້ນທີ່ຫວ່າງເຂົ້າໃນເສັ້ນໄຍແສງ, ຫຼືແມ່ນແຕ່ການໃຊ້ຕົວສັ່ນ Mamyshev ດຽວເພື່ອທົດແທນຕົວສັ່ນໃນປະຈຸບັນ ແລະ ການລວມຕົວຂອງຕົວສັ່ນ, ເພື່ອໃຫ້ບັນລຸການຫຍໍ້ ແລະ ການເຊື່ອມໂຍງຂອງລະບົບ. ນອກຈາກນັ້ນ, ໂດຍການປັບຕົວເຂົ້າກັບເສັ້ນໄຍຕ້ານການສະທ້ອນປະເພດຕ່າງໆ, ການນຳໃຊ້ອາຍແກັສທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວຂອງ Raman ແລະ ໂມດູນຄວາມຖີ່ສອງເທົ່າ, ລະບົບນີ້ຄາດວ່າຈະຂະຫຍາຍໄປສູ່ແຖບທີ່ກວ້າງຂວາງ, ສະໜອງວິທີແກ້ໄຂເລເຊີເສັ້ນໄຍທັງໝົດ, ແຖບກວ້າງ, ແລະ ໄວທີ່ສຸດສຳລັບຫຼາຍພາກສະໜາມເຊັ່ນ: ອັລຕຣາໄວໂອເລັດ, ແສງທີ່ເບິ່ງເຫັນໄດ້ ແລະ ອິນຟາເຣດ.

ຮູບທີ 1. ແຜນວາດການປັບແຕ່ງເລເຊີແບບກຳມະຈອນ