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

ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी कॉम्ब एक स्पेक्ट्रम होता है जो स्पेक्ट्रम पर समान दूरी पर स्थित फ़्रीक्वेंसी घटकों की एक श्रृंखला से बना होता है, जिसे मोड-लॉक्ड लेज़र, रेज़ोनेटर या अन्य उपकरणों द्वारा उत्पन्न किया जा सकता है।इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्यूलेटरऑप्टिकल आवृत्ति कंघे द्वारा उत्पन्न।इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटरइनमें उच्च पुनरावृति आवृत्ति, आंतरिक अंतःसुखाने और उच्च शक्ति आदि की विशेषताएं होती 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 आकर्षित हुई है।

हाल ही में, फ्रांस के बर्गेंडी विश्वविद्यालय के एलेक्जेंडर पैरियो और अन्य शोधकर्ताओं ने जर्नल एडवांसेज इन ऑप्टिक्स एंड फोटोनिक्स में एक समीक्षा पत्र प्रकाशित किया है, जिसमें ऑप्टिकल फ्रीक्वेंसी कॉम्ब्स के नवीनतम शोध प्रगति और अनुप्रयोगों को व्यवस्थित रूप से प्रस्तुत किया गया है।इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्यूलेशनइसमें ऑप्टिकल फ्रीक्वेंसी कॉम्ब का परिचय, ऑप्टिकल फ्रीक्वेंसी कॉम्ब उत्पन्न करने की विधि और विशेषताएं शामिल हैं।इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटरऔर अंत में, इसके अनुप्रयोग परिदृश्यों को सूचीबद्ध करता है।इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटरइस लेख में ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी कॉम्ब का विस्तारपूर्वक वर्णन किया गया है, जिसमें सटीक स्पेक्ट्रम अनुप्रयोग, डबल ऑप्टिकल कॉम्ब इंटरफेरेंस, उपकरण अंशांकन और मनमाना तरंगरूप निर्माण शामिल हैं, और विभिन्न अनुप्रयोगों के पीछे के सिद्धांत पर चर्चा की गई है। अंत में, लेखक ने इलेक्ट्रो-ऑप्टिक मॉड्यूलेटर ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी कॉम्ब तकनीक की संभावनाओं पर प्रकाश डाला है।

01 पृष्ठभूमि

ठीक 60 साल पहले इसी महीने डॉ. मैमन ने पहले रूबी लेजर का आविष्कार किया था। चार साल बाद, संयुक्त राज्य अमेरिका में बेल लेबोरेटरीज के हारग्रोव, फॉक और पोलैक ने हीलियम-नियॉन लेजरों में सक्रिय मोड-लॉकिंग हासिल करने की पहली रिपोर्ट दी। समय डोमेन में मोड-लॉकिंग लेजर स्पेक्ट्रम को पल्स उत्सर्जन के रूप में दर्शाया जाता है, जबकि आवृत्ति डोमेन में यह समान दूरी पर स्थित छोटी रेखाओं की एक श्रृंखला होती है, जो हमारे दैनिक उपयोग में आने वाले कंघों के समान होती है, इसलिए हम इस स्पेक्ट्रम को "ऑप्टिकल फ्रीक्वेंसी कॉम्ब" कहते हैं।

ऑप्टिकल कॉम्ब की अपार संभावनाओं को देखते हुए, ऑप्टिकल कॉम्ब तकनीक पर अग्रणी कार्य करने वाले हैंश और हॉल को 2005 में भौतिकी का नोबेल पुरस्कार प्रदान किया गया था। तब से, ऑप्टिकल कॉम्ब का विकास एक नए स्तर पर पहुंच गया है। विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए ऑप्टिकल कॉम्ब की अलग-अलग आवश्यकताएं होती हैं, जैसे कि शक्ति, लाइन स्पेसिंग और केंद्रीय तरंगदैर्ध्य। इसी कारण से, ऑप्टिकल कॉम्ब उत्पन्न करने के लिए विभिन्न प्रायोगिक विधियों का उपयोग करना आवश्यक हो गया है, जैसे कि मोड-लॉक्ड लेजर, माइक्रो-रेजोनरेटर और इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल मॉड्यूलेटर।

चित्र 1 ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी कॉम्ब का समय डोमेन स्पेक्ट्रम और फ़्रीक्वेंसी डोमेन स्पेक्ट्रम।
छवि स्रोत: इलेक्ट्रो-ऑप्टिक आवृत्ति कंघी

ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी कॉम्ब्स की खोज के बाद से, अधिकांश ऑप्टिकल फ़्रीक्वेंसी कॉम्ब्स का उत्पादन मोड-लॉक्ड लेज़रों का उपयोग करके किया गया है। मोड-लॉक्ड लेज़रों में, अनुदैर्ध्य मोड के बीच चरण संबंध को स्थिर करने के लिए τ के राउंड-ट्रिप समय वाली एक कैविटी का उपयोग किया जाता है, जिससे लेज़र की पुनरावृति दर निर्धारित की जा सकती है, जो आमतौर पर मेगाहर्ट्ज़ (MHz) से गीगाहर्ट्ज़ (GHz) तक हो सकती है।

माइक्रो-रेजोनरेटर द्वारा उत्पन्न ऑप्टिकल आवृत्ति कॉम्ब गैर-रेखीय प्रभावों पर आधारित है, और इसका राउंड-ट्रिप समय माइक्रो-कैविटी की लंबाई द्वारा निर्धारित होता है। चूंकि माइक्रो-कैविटी की लंबाई आमतौर पर 1 मिमी से कम होती है, इसलिए माइक्रो-कैविटी द्वारा उत्पन्न ऑप्टिकल आवृत्ति कॉम्ब आमतौर पर 10 गीगाहर्ट्ज़ से 1 टेराहर्ट्ज़ तक होती है। माइक्रो-कैविटी के तीन सामान्य प्रकार हैं: माइक्रोट्यूब्यूल, माइक्रोस्फीयर और माइक्रोरिंग। ऑप्टिकल फाइबर में गैर-रेखीय प्रभावों, जैसे ब्रिलौइन स्कैटरिंग या फोर-वेव मिक्सिंग, का उपयोग माइक्रो-कैविटी के साथ मिलाकर, दसियों नैनोमीटर रेंज में ऑप्टिकल आवृत्ति कॉम्ब उत्पन्न किए जा सकते हैं। इसके अतिरिक्त, कुछ ध्वनिक-प्रकाशिक मॉड्युलेटरों का उपयोग करके भी ऑप्टिकल आवृत्ति कॉम्ब उत्पन्न किए जा सकते हैं।