Pulsuz Fabry-Perot boşluğu

Bu yaxınlarda Nature Communications əlamətdar fotonik tədqiqat işini nəşr etdi. Mərkəzi Florida Universitetinin CREOL Optika və Fotonika Kollecinin və digər qurumların tədqiqat qrupu rezonanssız Fabry-Pérot (FP) boşluğunu innovativ şəkildə təklif etdi və eksperimental olaraq həyata keçirdi.

İşıq şüalarının orbital bucaq impulsunu (OAM) manipulyasiya etmək üçün boşluqdaxili holoqrafik faza maskasından istifadə etməklə, tədqiqat Laguerre-Gauss (LG) rejimlərinin qeyri-məhdud tədricən yüksəlişinə nail olur. Bu yanaşma ənənəvi optik rezonatorlara xas olan diskret rezonans xarakteristikasını əsaslı şəkildə pozaraq, boşluq uzunluğunun pozulmalarına demək olar ki, immuniteti olan yeni optik boşluq yaradır. O, yüksək sabitliyə malik optik zondlama, strukturlaşdırılmış işıq lazerləri və qeyri-Hermit fotonik tədqiqatları üçün tamamilə yeni imkanlar açır.

1. Tədqiqat Əsası və Mövcud Çətinliklər Ənənəvi Fabry-Pérot (FP) rezonans boşluğu lazer texnologiyası, optik dəqiqliyin tədqiqi, kvant optikası və foton aşkarlanmasında əsas əsas cihazdır. Bununla belə, onun özünəməxsus və qaçınılmaz məhdudiyyətləri var:

1. O, yalnız bir neçə spesifik dalğa uzunluğunda rezonans zirvələri yaradır, nəticədə dar əməliyyat bant genişliyi yaranır.

2. Boşluğun uzunluğu dəyişikliyinə son dərəcə həssasdır; vibrasiya və temperaturun dəyişməsi hər ikisi rezonans dalğa uzunluğunun sürüşməsinə səbəb olur, algılama dəqiqliyini və lazer sabitliyini aşağı salır.

Dispersiya mühəndisliyi və boşluqdaxili optik sahənin formalaşdırılması yolu ilə performansı yaxşılaşdırmaq üçün əvvəlki cəhdlər boşluq uzunluğundan asılılığı və diskret rezonansı əsaslı şəkildə aradan qaldıra bilmədi və praktiki tətbiqləri xeyli məhdudlaşdırdı.2. Əsas yenilikçi dizayn və iş prinsipiBu tədqiqat dispersiyanın tənzimlənməsi vasitəsilə rezonatorların dəyişdirilməsinin ənənəvi marşrutundan uzaqlaşır. Bunun əvəzinə, o, yenilikçi şəkildə optik sahənin məkan rejimi manipulyasiyası ilə başlayır və fiziki mexanizmdən rezonansı əsaslı şəkildə aradan qaldırır.

Tədqiqat qrupu, rejimə çevrilmə üçün əsas element kimi kompakt planar FP boşluğuna holoqrafik faza maskası (HPM) daxil etdi. O, çox istifadə olunan Hermit-Gauss (HG) rejimlərindən imtina edir və yayılma əsası kimi orbital bucaq momentumunu (OAM) daşıyan Laguerre-Gauss (LG) rejimlərini qəbul edir.

Təkamül zamanı yaradılan yüksək səviyyəli LG rejimləri çoxlu boşluqdaxili şüaların əlaqəli müdaxilə vəziyyətini pozan xas ortoqonallığa malikdir. Adi boşluqların diskret rezonans zirvələri tamamilə sıxışdırılır, bu boşluğa tam düz, rezonanssız genişzolaqlı spektral reaksiya əldə etməyə imkan verir.

İki rejim arasındakı əsas fərqlər:

1. HG rejimi: Tək komponent yalnız iki sabit rejim arasında keçid edə bilər, fasiləsiz sifariş eskalasiyasına nail ola bilmir, buna görə də rezonans aradan qaldırıla bilməz.

2. LG-OAM rejimi: Bütün modal sifarişlərin davamlı yüksəldilməsi sadə strukturu və asan inteqrasiyasını özündə əks etdirən yalnız bir fazalı maska ​​ilə həyata keçirilə bilər.

3. Eksperimental Nəticələr və Əsas Nümayişlər Komanda fototermorefaktiv şüşədən istifadə edərək holoqrafik faza maskası hazırladı və həcmli Bragg ızgaraları vasitəsilə genişzolaqlı rejimə çevrilməni həyata keçirdi. LG rejimlərinin orta konvertasiya səmərəliliyi aşağı faza təhrifi ilə 87,5%-i ötür və yüksək səviyyəli rejimlərin ortoqonal yayılmasına imkan verir.

Eksperimental müqayisə göstərir ki, ənənəvi FP boşluqları diskret rezonans zirvələri nümayiş etdirir və onların spektrləri boşluq uzunluğundakı hər hansı bir dəyişikliklə əhəmiyyətli dərəcədə sürüşür. Bunun əksinə olaraq, yeni rezonanssız boşluq rezonans zirvələrini tamamilə aradan qaldıraraq, giriş spektrinə uyğun düz spektral reaksiya təqdim edir. Boşluğun uzunluğu 350% -dən çox dəyişdikdə belə sabit performansını qoruyur və xarici təhriklərə əla toxunulmazlıq nümayiş etdirir. Qauss işığı vurulduqda, 19-cu dərəcəli LG rejimlərinə qədər hər hansı qaydada rezonans yaratmadan həyəcanlana bilər ki, bu da rezonanssız mexanizmin effektivliyini tam yoxlayır.