इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर ऑप्टिकल फ्रीक्वेंसी कॉम्ब क्या है?भाग एक

ऑप्टिकल आवृत्ति कंघी एक स्पेक्ट्रम है जो स्पेक्ट्रम पर समान रूप से दूरी वाले आवृत्ति घटकों की एक श्रृंखला से बना होता है, जिसे मोड-लॉक लेजर, अनुनादकों या द्वारा उत्पन्न किया जा सकता हैइलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्यूलेटर. ऑप्टिकल आवृत्ति कंघे द्वारा उत्पन्नइलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटरउच्च पुनरावृत्ति आवृत्ति, आंतरिक अंतर-सुखाने और उच्च शक्ति आदि की विशेषताएं हैं, जिनका व्यापक रूप से उपकरण अंशांकन, स्पेक्ट्रोस्कोपी या मौलिक भौतिकी में उपयोग किया जाता है, और हाल के वर्षों में अधिक से अधिक शोधकर्ताओं की रुचि को आकर्षित किया है।

हाल ही में, फ्रांस के बर्गेंडी विश्वविद्यालय के एलेक्जेंडर पैरिऑक्स और अन्य ने एडवांसेज इन ऑप्टिक्स एंड फोटोनिक्स नामक पत्रिका में एक समीक्षा पत्र प्रकाशित किया, जिसमें ऑप्टिकल फ्रीक्वेंसी कॉम्ब्स द्वारा उत्पन्न नवीनतम अनुसंधान प्रगति और अनुप्रयोग को व्यवस्थित रूप से प्रस्तुत किया गया।इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्यूलेशन: इसमें ऑप्टिकल फ्रीक्वेंसी कॉम्ब का परिचय, ऑप्टिकल फ्रीक्वेंसी कॉम्ब द्वारा उत्पन्न विधि और विशेषताएं शामिल हैंइलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर, और अंत में अनुप्रयोग परिदृश्यों की गणना करता हैइलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटरऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी कॉम्ब का विस्तृत विवरण, जिसमें सटीक स्पेक्ट्रम, डबल ऑप्टिकल कॉम्ब इंटरफेरेंस, इंस्ट्रूमेंट कैलिब्रेशन और मनमाना वेवफ़ॉर्म जनरेशन के अनुप्रयोग शामिल हैं, और विभिन्न अनुप्रयोगों के पीछे के सिद्धांतों पर चर्चा की गई है। अंत में, लेखक इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी कॉम्ब तकनीक की संभावनाएँ प्रस्तुत करता है।

01 पृष्ठभूमि

आज से 60 साल पहले, इसी महीने डॉ. मैमन ने पहली रूबी लेज़र का आविष्कार किया था। चार साल बाद, संयुक्त राज्य अमेरिका की बेल प्रयोगशालाओं के हार्ग्रोव, फॉक और पोलाक ने हीलियम-नियॉन लेज़रों में प्राप्त सक्रिय मोड-लॉकिंग की रिपोर्ट सबसे पहले दी। समय क्षेत्र में मोड-लॉकिंग लेज़र स्पेक्ट्रम को एक पल्स उत्सर्जन के रूप में दर्शाया जाता है, जबकि आवृत्ति क्षेत्र में असतत और समान दूरी वाली छोटी रेखाओं की एक श्रृंखला होती है, जो हमारे दैनिक उपयोग के कंघों के समान होती है। इसलिए हम इस स्पेक्ट्रम को "ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी कॉम्ब" कहते हैं। इसे "ऑप्टिक फ़्रीक्वेंसी कॉम्ब" भी कहा जाता है।

ऑप्टिकल कॉम्ब की बेहतर अनुप्रयोग संभावनाओं के कारण, 2005 में भौतिकी का नोबेल पुरस्कार हंसच और हॉल को दिया गया, जिन्होंने ऑप्टिकल कॉम्ब तकनीक पर अग्रणी कार्य किया। तब से, ऑप्टिकल कॉम्ब का विकास एक नए मुकाम पर पहुँच गया है। चूँकि विभिन्न अनुप्रयोगों में ऑप्टिकल कॉम्ब की अलग-अलग आवश्यकताएँ होती हैं, जैसे कि शक्ति, रेखा अंतराल और केंद्रीय तरंगदैर्ध्य, इसलिए ऑप्टिकल कॉम्ब उत्पन्न करने के लिए विभिन्न प्रयोगात्मक साधनों, जैसे कि मोड-लॉक्ड लेज़र, माइक्रो-रेज़ोनेटर और इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्यूलेटर, का उपयोग करने की आवश्यकता हुई है।

चित्र 1 ऑप्टिकल आवृत्ति संयोजन का समय डोमेन स्पेक्ट्रम और आवृत्ति डोमेन स्पेक्ट्रम
छवि स्रोत: इलेक्ट्रो-ऑप्टिक आवृत्ति कंघे

ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी कॉम्ब्स की खोज के बाद से, अधिकांश ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी कॉम्ब्स मोड-लॉक्ड लेज़रों का उपयोग करके बनाए गए हैं। मोड-लॉक्ड लेज़रों में, अनुदैर्ध्य मोड्स के बीच कला संबंध को स्थिर करने के लिए τ के राउंड-ट्रिप समय वाली एक गुहा का उपयोग किया जाता है, ताकि लेज़र की पुनरावृत्ति दर निर्धारित की जा सके, जो आमतौर पर मेगाहर्ट्ज़ (MHz) से गीगाहर्ट्ज़ (GHz) तक हो सकती है।

सूक्ष्म-अनुनादक द्वारा उत्पन्न प्रकाशिक आवृत्ति कंघी अरैखिक प्रभावों पर आधारित होती है, और गोल-यात्रा समय सूक्ष्म-गुहा की लंबाई से निर्धारित होता है। चूँकि सूक्ष्म-गुहा की लंबाई सामान्यतः 1 मिमी से कम होती है, इसलिए सूक्ष्म-गुहा द्वारा उत्पन्न प्रकाशिक आवृत्ति कंघी सामान्यतः 10 गीगाहर्ट्ज़ से 1 टेराहर्ट्ज़ तक होती है। सूक्ष्मगुहाएँ तीन सामान्य प्रकार की होती हैं: सूक्ष्मनलिकाएँ, सूक्ष्ममंडल और सूक्ष्मवलय। प्रकाशिक तंतुओं में अरैखिक प्रभावों, जैसे ब्रिलॉइन प्रकीर्णन या चार-तरंग मिश्रण, को सूक्ष्मगुहाओं के साथ मिलाकर, दसियों नैनोमीटर की सीमा में प्रकाशिक आवृत्ति कंघी उत्पन्न की जा सकती है। इसके अतिरिक्त, कुछ ध्वनि-प्रकाशिक मॉड्युलेटरों का उपयोग करके भी प्रकाशिक आवृत्ति कंघी उत्पन्न की जा सकती है।