Samhæfð samsetningatækni í háafli trefjaleysis

Aug 28, 2024

Skildu eftir skilaboð

Afl- og orkuaukning trefjaleysis er aðallega takmörkuð af fjórum þáttum: ólínulegum áhrifum, hitauppstreymi, sjónskemmdum og dælumörkum. Þess vegna hefur meðalafli og púlsorka framleiðsla frá einum trefjum takmörk. Samfelld nýmyndun tækni er áhrifarík leið til að brjótast í gegnum þessi mörk. Mynd 1 sýnir megininntak rannsókna á þessu sviði.

news-865-626

 

Samhengislaus myndun tryggir ekki samhengi tilbúna geislans, heldur gerir sér aðeins grein fyrir yfirbyggingu leysis í geimnum. Tækið er tiltölulega einfalt og notkunarsviðið er aðallega leysivopn. Ósamhangandi nýmyndun er aðallega skipt í þrjár gerðir: samhliða nýmyndun, óvirka nýmyndun tækja og litrófsmyndun. Í samhliða myndun er leysiúttaksendum raðað hlið við hlið og úttaksgeislinn nær stærri meðalafli á minna svæði í fjarlægð. Óvirk tækjamyndun myndar marga leysira í einn í gegnum tæki eins og skautunargeislaskiptara og geislasambönd. Litrófsmyndun vísar til myndun margfalds þröngrar bandbreiddar samfelldrar ljóss í eitt, sem er að mestu lokið með rúmmáls Bragg ristum, tvíspeglum, síum, sveifluprismum eða prismum.

 

Í samfelldri myndun er nauðsynlegt að tryggja að hver leysir hafi sama fasa, ljósleið, afl, skautun, þvermál geisla og staðbundna stefnu. Mynd 2 er skýringarmynd af samhangandi nýmyndunarkerfinu, sem má aðallega skipta í fjóra hluta: geislaskiptir/geislasambönd, fræ/magnara, fasalæsingu og seinkun læsingu.

news-865-279

 

Hægt er að mæla samfellda samsetningu með fjórum breytum: geislagæðum, Strehl hlutfalli, sameina skilvirkni og birtustig. Geislagæði vísar til líktarinnar á milli sameinaðs ljóss og Gaussgeisla, sem er gefið upp með geislagæðastuðlinum M2. Því nær sem M2 er 1, því meiri geislagæðin. Strehl hlutfall vísar til hlutfalls hámarksafls sameinaðs ljóss og kjörins hámarksafls með fullkominni fasasamsvörun. Það tengist fasalæsingu og ljósopsfyllingarstuðlinum. Ljósopsfyllingarstuðullinn vísar til hlutfalls geislaopssvæðisins og heildarflatarmáls fylkisins sem á að sameina.

Því minni sem fasamisræmið er, því hærra er ljósopsfyllingarstuðullinn, því hærra er Strehl hlutfallið og því nær er samfellda samsetningin kjörástandinu. Samsetningarnýtingin er hlutfall sameinaðs ljósafls og heildarafls hverrar rásar fyrir sameiningu. Því nær sem hlutfallið er 1, því hugsjónalegra er það. Birtustig er tengt útstreymi, bylgjulengd og geislagæðum, eins og sýnt er í formúlu 1, þar sem C er stuðull sem tengist lögun geislanna og C sem samsvarar Gaussgeislanum er 1. Birtustig hins sameinaða geisla er afurð af sem sameinar skilvirkni, fjölda samsettra rása og birtustig einnar rásar.

news-819-101

 

Byggt á tegund geislaskiptara/samsetningarbúnaðar má skipta samhangandi myndun í tvær gerðir: flísalagt ljósop og fyllt ljósop. Ljósopfyllingarstuðullinn við myndun ljósops með flísum er minni en 1, sem hægt er að ná með fjórum tegundum tækja: collimator array, microlins array, fiber knippi og multi-core fiber. Mynd 3 sýnir eftirlíkingarniðurstöður ljósstyrksdreifingar við mismunandi útbreiðslufjarlægðir þegar collimator array er notað til nýmyndunar. Því þéttari sem samræma fyrirkomulagið er, því nær er ljósopsfyllingarstuðullinn 1, því betri eru nýmyndunaráhrifin og fræðileg mörk skilvirkni er 76% [2]. Tækið til að mynda ljósop með flísum er einfaldara, en nýmyndunin er minni.

news-865-352

 

Fyllingarstuðull myndunar á fylltu ljósopi er 1 og nýmyndunin er tiltölulega mikil. Það má skipta henni í fjórar gerðir: skautunarmyndun, styrkleikamyndun, diffraction nýmyndun og endurskinsmyndun, eins og sýnt er á mynd 4. Skautunarmyndun vísar til notkunar skautunargeislaskipta eða þunnfilmuskautara til að búa til tvo hornrétt skautaða ljósgeisla. í eina og hægt er að fjölga nýmyndunarleiðum í gegnum fossauppbyggingu. Styrkleikamyndun vísar til aðferðarinnar við að nota styrkleikageislaskiptinguna til að mynda tvær ljósleiðir með sama krafti í eina leið og truflun á lausaljósgáttinni er náð með fasalæsingu og einnig er hægt að ná fjölbrauta myndun í gegnum fossvirki.

Samanborið við skautun nýmyndun, styrkleiki nýmyndun er hentugur fyrir tilefni með hærri meðalafli. Diffraction nýmyndun notar ljósdiffrunarbúnað, eins og rist og prisma, til að búa til ljós sem fellur undir horn sem samsvara mismunandi diffraction röð í einn geisla. Tveggja þrepa röð uppbygging er hægt að nota til að stækka myndun vídd úr einni vídd í tvær víddar til að ná N × N myndun. Kraftur diffraction nýmyndunar takmarkast af hitauppstreymi. Endurskinsmyndun er náð í gegnum blaðspegil. Mismunandi svæði petal spegilsins hafa mismunandi endurkast og geislun. Samfelld myndun næst með eyðileggjandi truflun milli innfallsljóss og endurkastaðs ljóss í átt að endurkasta ljóssins. Endurspeglun hvers hluta hefur ákveðið gildi. Einnig er hægt að ná fram tvívíðri myndun með aukabyggingu.

news-865-518

 

Að auki er til blendingur ljósopsmyndun byggt á örlinsufylki. Ljósgeislinn er klofinn og myndaður í gegnum tvö örlinsufylki og linsu. Hægt er að stilla stöðu tilbúna geislans með því að stjórna fasa hvers geisla [3].

Undir áhrifum varmaáhrifa og umhverfistruflana hefur hvert merki ákveðinn fasa hávaða, sem hefur áhrif á gæði tilbúna geislans og skilvirkni nýmyndunar. Mynd 5 sýnir tilbúna ljósblettinn þegar kveikt og slökkt er á fasalæsingunni þegar collimator arrayið er notað til nýmyndunar. Það má sjá að þegar slökkt er á fasalásinni eru nýmyndunaráhrifin mjög léleg.

news-865-399


Hægt er að flokka fasalæsingu í virka fasalæsingu og óvirka fasalæsingu. Hlutlaus fasalæsing inniheldur aðallega fjórar gerðir: fasalæsingu í samhljóðhola[4], fasasamtengingu[5], sjálfsskipulagningu[6] og hverfandi bylgjutengingu. Í fasalæsingu samhljóðhola eru úttaksendur margra ávinningstrefja færðir til baka hver til annars, sem jafngildir því að deila sama ómunaholi og ná þannig fasalæsingu. Í fasasamtengingarfasalæsingu, byggt á fasasamtengingarspeglum, er fasanum snúið við í tíma með ólínulegum áhrifum eins og örvaðri Brillouin dreifingu, og bætir þar með upp fyrir fasahljóð í aðalmagnaranum. Í sjálfskipulagandi stillingulæsingu er Bragg-trefjarist og geislaskiptir notað til að mynda Michelson interferometer til að ná tengingu milli magnaranna og læsa þannig fasanum. Evanescent bylgjutenging tengir fjölrása magnarana í ofurham og nær þannig samhengi á milli rásanna og er oft notuð í fjölkjarna ljósleiðara.