آپٹیکل ریشوں میں دوسری ہارمونک جنریشن ٹکنالوجی
دوسرا - آرڈر نان لائنریٹی متعدد ایپلی کیشنز میں بہت اہمیت کا حامل ہے ، بشمول صحت سے متعلق فریکوینسی میٹرولوجی ، آپٹیکل گھڑیاں ، سالماتی امیجنگ ، اور کوانٹم انفارمیشن پروسیسنگ۔ آپٹیکل ریشے ، ان کی اعلی عدم خطاطی اور کمپیکٹینس کی وجہ سے ، نان لائنر اثرات کے مطالعہ کے لئے ایک مثالی پلیٹ فارم ہیں۔ تاہم ، آپٹیکل ریشوں کی الٹا توازن کو دوسرے - کو نان لائنر اثرات کا آرڈر دینا مشکل بناتا ہے ، اس طرح تمام - فائبر سیکنڈ - غیر خطوط کو آرڈر کرنے پر تحقیق میں رکاوٹ ہے۔
فی الحال ، محققین آپٹیکل ریشوں کی بنیادی یا کلیڈنگ میں دوسری ہارمونک جنریشن (ایس ایچ جی) کو براہ راست حاصل کرنے میں کامیاب رہے ہیں۔ آپٹیکل ریشوں میں ایس ایچ جی کے لئے مماثل کی شرائط کا مرحلہ بنیادی طور پر خود - منظم مرحلے کے مماثل ، ارد - فیز مماثل ، اور مربوط مواد - معاون مرحلے کے میچنگ جیسی تکنیکوں کے ذریعے بنیادی طور پر مطمئن ہوتا ہے۔ تاہم ، آپٹیکل ریشوں میں ایس ایچ جی ٹکنالوجی کو اب بھی مختلف چیلنجوں کا سامنا کرنا پڑتا ہے ، جیسے بنیادی لہر (ایف ڈبلیو) ماخذ اور ایس ایچ جی میڈیم ، کم اوسط آؤٹ پٹ پاور ، اور پیچیدہ پری پروسیسنگ کی ضرورت کو الگ کرنا۔ مزید برآں ، کچھ مطالعات نے SHG کو حاصل کرنے کے لئے چیرینکوف تابکاری کے مرحلے کے مماثلت کا استعمال کیا ہے۔ تاہم ، دوسرا ہارمونک (ایس ایچ) کور کے اندر نہیں بلکہ کلیڈنگ میں پیدا ہوتا ہے ، جس کے نتیجے میں یہ تیزی سے بجلی کی کشی اور بیم کے خراب معیار کے ساتھ رساو موڈ ہے۔ کس طرح براہ راست اعلی - بیم - کوالٹی SH کو کور کے اندر کوالٹی SH پیدا کریں جس میں بغیر کسی تحقیقات کے بارے میں مزید تفتیش کے بغیر تمام - فائبر ڈھانچے کا استعمال کیا جائے۔
ناول سب - فائبر بے ترتیب گہا ڈھانچہ براہ راست اعلی - بیم - فائبر کور میں معیار کا دوسرا ہارمونک پیدا کرتا ہے
حال ہی میں ، محکمہ صحت سے متعلق آلات ، سونگھوا یونیورسٹی میں جدید لیزر ٹکنالوجی ریسرچ ٹیم نے بے ترتیب فائبر لیزر میں فائبر کور کے اندر - {1- بیم - کوالٹی SHG حاصل کیا۔ فائدہ کے لحاظ سے ، فیز مماثلت بنیادی طور پر ایف ڈبلیو اور ایس ایچ کے ذریعہ وقتا فوقتا برقی فیلڈ کے ذریعے حاصل کی جاتی ہے ، جبکہ بے ترتیب لیزر کے غیر فعال اسپیٹیو - عارضی طور پر حاصل کرنے کا طریقہ کار استعمال کرتے ہوئے اور دوسرے ہارمونک فوائد کو بڑھانے کے لئے نان لائنر حاصل کی لمبائی میں اضافہ ہوتا ہے۔ آراء کے لحاظ سے ، تقسیم شدہ آراء کے طریقہ کار اور پوائنٹ فیڈ بیک ڈیوائسز کو مل کر ایس ایچ کے لئے بے ترتیب گونج گہا تشکیل دیا گیا۔ تجربے میں ، ایس ایچ جی کی تیاری کا وقت یا پری پروسیسنگ کی ضرورت نہیں ہے۔ منفرد فائدہ اور آراء کی تشکیل کی وجہ سے ، اسی بے ترتیب گہا سے ایف ڈبلیو اور ایس ایچ تیار کیے گئے تھے ، اور ایس ایچ فائبر کور سے براہ راست آؤٹ پٹ تھا ، جس کی اوسط آؤٹ پٹ پاور 10.06 میگاواٹ تھی۔ مزید برآں ، اس مطالعے میں ایک جدید نظریاتی ماڈل کی تجویز پیش کی گئی ہے جو خود کو - کو عام طور پر نان لائنر شریڈینجر مساوات کے ساتھ منظم ایس ایچ جی تھیوری کو جوڑتا ہے ، جس سے ایس ایچ اور ایف ڈبلیو کے ورنکرم ارتقا کی ہم آہنگی نقالی کو قابل بناتا ہے۔ یہ ڈھانچہ آپٹیکل ریشوں کے فوائد کو پوری طرح سے فائدہ اٹھاتا ہے ، جس میں تمام {- فائبر ہائی -} بیم - فائبر کور کے اندر کوالٹی SHG حاصل ہوتا ہے ، جس میں ماحولیاتی سینسنگ ، فائبر آپٹک مواصلات ، اور آپٹیکل فریکوینسی کنگس میں ممکنہ ایپلی کیشنز ہیں۔
یہ نتائج اعلی پاور لیزر سائنس اینڈ انجینئرنگ کے مارچ 2025 کے شمارے میں شائع ہوئے تھے (یوسی یانگ ، ڈین لی ، پیئ لی ، گوہاو فو ، تیانچینگ کیو ، یجی ژانگ ، پنگ یان ، مالی گونگ ، قرونگ ژاؤ ، "دوسرا - ہارمونک جنریشن ایک رینڈم فائر لیزر ،" ایک رینڈم لیزر لیزر ، ENG . 13 ، 03000e41 (2025))۔
بے ترتیب فائبر لیزر کی ساخت کو شکل 1 میں دکھایا گیا ہے۔ لیزر ڈایڈڈ پمپ کے ماخذ سے آؤٹ پٹ لائٹ کو کمبائنر کے ذریعہ فائبر کلیڈنگ میں جوڑ دیا جاتا ہے اور یٹربیم - ڈوپڈ فائبر میں انجکشن لگایا جاتا ہے ، جہاں پمپ لائٹ کو بنیادی لہر میں تبدیل کیا جاتا ہے۔ اس کے بعد کور لائٹ کو 1 -}}}- طویل مواصلات فائبر میں انجکشن لگایا جاتا ہے ، جس میں اس کی آؤٹ پٹ کو کور میں فریسنل کی عکاسی کے جوڑے سے بچنے کے لئے زنگ کیا جاتا ہے۔ ریورس آؤٹ پٹ سمت میں ، کمبائنر کا سگنل فائبر ایک اعلی - ریفلیٹیوٹی گریٹنگ سے منسلک ہوتا ہے ، جس سے ایک نیم - کھلی YTterbium-doped بے ترتیب لیزر گہا کو کھولیں۔ گریٹنگ کا دوسرا سر 2 × 1 کپلر کے ایک ہی بازو سے جڑا ہوا ہے ، جبکہ جوڑے کے دوسرے دو ہتھیاروں کو فائبر رنگ کی آئینے کی تشکیل کے لئے براہ راست فیوز کیا جاتا ہے۔
چترا 1 (ا) تجرباتی سیٹ اپ ڈایاگرام (ایل ڈی پمپ: لیزر ڈایڈڈ پمپ ماخذ H HR FBG: اعلی - عکاسی فائبر بریگ گریٹنگ ؛ YDF: YTTERBIUM - ڈوپڈ فائبر ؛ جی ڈی ایف: جرمنیئم - ڈوپڈ فائبر ؛ (ب) دوسرا ہارمونک فائدہ اور آراء کا اصول۔ (c) کلیڈنگ اسٹرائپر پروسیسنگ کے بعد دوسرا ہارمونک لیزر اسپاٹ ؛ (د) پمپنگ کے دوران فائبر میں مرئی روشنی
اس تجربے میں ایک جھرن والے ڈبل بے ترتیب گہا ڈھانچے کا استعمال کیا گیا ہے ، جس میں اندرونی گہا کے ساتھ ایک اعلی - عکاسی فائبر بریگ گریٹنگ کے طور پر یٹربیم - ڈوپڈ گہا گہا ، اور بیرونی گہا کو رنگ آئینے کے ذریعے براڈ بینڈ کی آراء حاصل کرنے کے ساتھ تشکیل دیا گیا ہے۔ آؤٹ پٹ سپیکٹرم اور طاقت کو شکل 2 میں دکھایا گیا ہے۔ جب پمپ کی طاقت دہلیز کے قریب پہنچتی ہے تو ، ایک اہم چوٹی اسپیکٹرم میں نمودار ہوتی ہے جس کے ساتھ بے ترتیب شور کی چوٹیوں کے ساتھ ہوتا ہے ، جس کی ابتداء ریلیگ بکھرنے اور متحرک بریلوئن بکھرنے کی وجہ سے ہوتی ہے۔ اس مقام پر ، وقت - ڈومین مضبوط نبض 535 ینیم سیکنڈ ہارمونک کو پرجوش کرتی ہے۔ جب پمپ کی طاقت جھرن والے رامان دہلیز سے تجاوز کرتی ہے تو ، سپیکٹرم ایک سپرکونٹینوم (680–2116 این ایم) میں وسیع ہوجاتا ہے۔ قریب - اورکت خطے میں ، بنیادی لہر اور اس سے زیادہ - آرڈر اسٹوکس لائٹ ایس ایچ جی میں حصہ لیتے ہیں ، جس کے نتیجے میں ایس ایچ بینڈ میں 592 این ایم کی ایک اہم چوٹی ہوتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ اورنج لائٹ کو کم نقصان ہے اور 1184 این ایم رامان لائٹ پاور کافی ہے۔
چترا 2 (A) 0.65 W ، (B) 13.6 W ، اور (C) 20.88 W کی FW طاقتوں پر آؤٹ پٹ سپیکٹرا ؛ (د) ایس ایچ سپیکٹرا کا موازنہ۔ (ای) ایس ایچ آؤٹ پٹ پاور
مزید برآں ، ایس ایچ ٹائم - ڈومین کی خصوصیات کا مطالعہ کرنے کے لئے 680 ینیم سے زیادہ آوارہ روشنی کو دور کرنے کے لئے آپٹیکل فلٹر ڈیوائس کا استعمال کیا گیا تھا۔ چترا 3 (اے) سے پتہ چلتا ہے کہ ایس ایچ ویوفارمز مختلف بنیادی طاقتوں پر نمایاں شدت کے اتار چڑھاو کی نمائش کرتے ہیں ، کچھ دالیں اوسطا شدت سے کہیں زیادہ ہیں ، جو آپٹیکل بدمعاش لہروں کی ممکنہ موجودگی کی نشاندہی کرتی ہیں۔ شماریاتی ہسٹگرام (شکل 3 (بی)) میں ایک L - شکل کی تقسیم کی خصوصیت کا پتہ چلتا ہے ، جس میں گرے ایریا شور کے پس منظر کی نمائندگی کرتا ہے اور ڈیشڈ لائن جس میں چوٹی کے طول و عرض کو اہم لہر کی اونچائی سے دوگنا نشان لگا دیا جاتا ہے۔ شکل 3 (سی) میں بدمعاش لہروں کی نبض کی چوڑائی ڈیٹیکٹر بینڈوتھ (جو عملی طور پر کم ہوسکتی ہے) کے ذریعہ محدود ہے۔ مرحلے - مماثل پوزیشنوں میں اختلافات کی وجہ سے ، مختلف طول موجوں میں ایس ایچ آؤٹ پٹ ٹائمنگ میں ٹھیک ٹھیک ایڈجسٹمنٹ کی نمائش کرتا ہے ، جس میں ثانوی چوٹیوں کے ساتھ ساتھ مرکزی چوٹی کے ساتھ دکھائی دیتی ہے ، جس میں کم - شدت FW کے SH اجزاء کے مطابق ہے۔
چترا 3 وقت - مختلف طاقتوں پر SH کی ڈومین خصوصیات۔ a) وسیع - وقت - رینج ویوفارم۔ b) وقت - ڈومین کی شدت کی تقسیم ہسٹگرام۔ c) سنگل - پلس ویوفارم پیمائش کے نتائج
اس مطالعے میں ایک تمام - فائبر کور SHG طریقہ کی تجویز پیش کی گئی ہے جو خصوصی پروسیسنگ کی ضرورت کے بغیر فطری طور پر پمپ انجکشن کی مضبوط صلاحیت کے مالک ہے۔ مزید برآں ، یہ ڈھانچہ بیک وقت FW اور SH پیدا کرسکتا ہے ، جس میں ایک انتہائی مربوط ڈیزائن پیش کیا جاسکتا ہے۔ مزید تحقیق میں ایس ایچ طول موج کی ٹیوننگ کے لئے آراء کے ردعمل کو ڈیزائن کرنا ، اعلی - پاور ایپلی کیشنز کو پورا کرنے کے لئے پمپ کی طاقت میں اضافہ ، اور عجیب و غریب لہر کے رجحان پر - گہرائی کے مطالعے میں انعقاد شامل ہے۔
