מדידת תנודות קצב חזרה מהירה של גבישי סוליטון במיקרו-רזנטור

בשנים האחרונות, סוליטון קר התפוגג הפך למקור אור קוהרנטי בקנה מידה שבבי חדשני, אשר משך תשומת לב רבה עבור הערך העצום במחקר פיזיקה סוליטון ויישומים מעשיים. לסוליטון קר המתפזר יש שיעור חזרה גבוה. לכן זהו אתגר למדוד את הפרמטרים היחסיים, במיוחד את תנודות שיעור החזרה.

בעבודה שלנו, אנחנו למצוא דרך להשיג את זה. בינתיים, חבילה חזקה נחוצה עבור יישומים מעשיים. הפרוטוקול שלנו מספק שיטה יעילה לאריזת מהדהד מיקרו-טבעת על שבב, יצירת סוליטון ומדידה של תנודות בקצב החזרה.

כדי להתחיל, תקן את התהודה של הטבעת הזעומה עם גוף שבב. בשלב צימוד שישה צירים, הכולל שלושה שלבים ליניאריים ברזולוציה של 50 ננומטר ושלושה שלבי זווית ברזולוציה של 0.003 מעלות, מקם מערך סיבים שמונה ערוצים. השתמש בלייזר 1, 550 ננומטר כמקור אופטי לניטור בזמן אמת של יעילות הצימוד.

התאימו בזהירות את מיקום מערך הסיבים. מדוד את עוצמת הקלט ואת כוח היציאה על-ידי מד כוח אופטי. שמור על אובדן inset בערך המינימלי, בדרך כלל פחות משישה דציבלים, המקביל לאובדן צימוד של פחות משלושה דציבלים לכל היבט.

השתמש בדבק מעוקל אולטרה סגול כדי להדביק את תהודה מיקרו-טבעת ומערך סיבים. הנח את הדבק בקצה הצד של משטח המגע כדי להבטיח שאין דבק בנתיב האופטי. לחשוף את דבק מעוקל UV למנורת UV במשך 150 שניות ואופים בתא ב 120 מעלות צלזיוס במשך יותר משעה אחת.

Co agglutinate 10.2 מילימטר על ידי 6.05 מילימטר שבב מצנן חשמלי תרמי עם הספק מרבי של 3.9 וואט לצלחת הבסיס של חבילת פרפר סטנדרטית 14 פינים באמצעות דבק כסף. מטגנים את שתי האלקטרודות של שבב הקריר התרמואלקטרי לשתי סיכות של חבילת הפרפרים. הדבק צלחת טונגסטן על פני השטח של שבב קריר חשמלי תרמי באמצעות דבק כסף.

השתמש בצלחת הטונגסטן ככיור חום כדי למלא את הפער בין המצנן החשמלי התרמי לבין מהדהד המיקרו-טבעת. השתמש במגבר סיבים מסומם ארביום כדי להגביר את המשאבה לייצור מסרק מיקרו. שלוט במצב הקיטוב של המשאבה באמצעות בקר קיטוב סיבים.

חבר את כל ההתקנים באמצעות סיבים במצב יחיד. תקן את אורך הגל של לייזר המשאבה. ב 1556.3 ננומטר, לכוון באופן ידני את טמפרטורת הפעולה באמצעות בקר קריר תרמואלקטרי מסחרי חיצוני מעל 66 מעלות צלזיוס, שהוא גבוה מספיק כדי להעביר תהודה של תהודה מיקרו טבעת לחלק העליון של צלחת טונגסטן באמצעות דבק כסף, ולתקן את הצמה של מערך הסיבים ללוח הפלט של חבילת הפרפר לצד האדום של המשאבה.

נטר את הספקטרום האופטי של הפלט באמצעות מנתח ספקטרום אופטי. זהה את עקבות כוח היציאה עם גלאי צילום של שלושה ג'יגה-הרץ והקלט באמצעות אוסצילוסקופ. הגדר את הפלט של מגבר הסיבים המנומסים של ארביום ל-34 מילי-וואט של דציבלים, או הגיב לכוח על שבב של 30.5 מילי-וואט דציבלים, מה שמבטיח שיהיה מספיק כוח בשילוב עם מהדהד המיקרו-טבעת לייצור מסרקים זעירים.

הגדר את thermistor לשני קילום המתאים לטמפרטורת הפעלה של 66 מעלות צלזיוס, ולאחר מכן לאט לאט להקטין את טמפרטורת ההפעלה על ידי הגדלת הערך שנקבע של תרמיסטור. כוונן את הקיטוב של המשאבה על ידי בקר קיטוב הסיבים, עד שצעד של גביש סוליטון נצפה בקצה הנופל של עקבות כוח השידור המשולש. כאשר כף יד כמו ספקטרום אופטי נצפתה על מנתח הספקטרום האופטי, להפסיק להקטין את טמפרטורת הפעולה.

ערכו של התרמיסטור היה סביב 5.6 קילום בניסויים אלה. חבר את גבישי סוליטון שנוצרו למסנן מעבר פס ניתן לכוונון כדי לחלץ קו מסרק בודד. הגדר את פס המעבר של מסנן מעבר הרצועה הניתן לכוונון ל- 0.1 ננומטר.

כוונן את אורך הגל המרכזי שלו מעל רצועת C ו- L המלאה, והגדר את שיפוע המסנן ל-400 דציבלים לננומטר. כמה משור המסרק שנבחר לאינטרפרומטר אסימטרי של זהנדר. השתמש אפנון אצוטו-אופטי כדי להזיז את התדר האופטי בזרוע אחת של אינטרפרומטר שולח מדומה אסימטרי על ידי 200 מגה-הרץ.

השדה האופטי בזרוע השנייה מתעכב על ידי קטע של סיבים אופטיים של שני קילומטרים ו -25 ק"מ. חבר פוטודיודה כדי לזהות את האות האופטי פלט ולהשתמש מנתח ספקטרום חשמלי כדי לנתח את ספקטרום צפיפות הספקטרלי כוח. כוונן את אורך הגל המרכזי של מסנן מעבר הרצועה הניתן לכוונון.

מדוד את הצפיפות הספקטרלית של כל קו מסרק. באמצעות אותה שיטה, למדוד את עקומות צפיפות הספקטרלי כוח של גבישי סוליטון עם משרה פנויה. הקלט את רוחב הפס של שלושת הדציבלים של עקומת הצפיפות הספקטרלית של החשמל, וזה יכניס את ההתאמה שלך אליו באופן חלק באמצעות תוכנית פייתון.

איור זה מראה את מנועי ההולכה בזמן שתרמי תהודה היה מכוון על פני המשאבה. היה צעד כוח ברור שהצביע על דור גבישי סוליטון. גבישי סוליטון מושלם עם 27 סוליטון מוצג כאן, כמו גם קריסטל סוליטון עם מקום פנוי אחד.

גבישי הסוליטון המושלמים המבוססים על סיבי עיכוב של שני קילומטר ו-25 ק"מ נצפו עם עקומות צפיפות ספקטרליות כוח עם צמרות שטוחות, אשר נגרמו על ידי תנודות התדרים בתוך זמן ההשהיה. הספקטרום האופטי הטיפוסי של גבישי סוליטון המבוססים על שני קילומטרים וסיבים עיכוב של 25 ק"מ הותקנו בצורה חלקה עם קווים ליניאריים המותווים בכחול. לסיכום, מהדהד מיקרו-טבעת על שבב ארוז בתא פרפר ושיטת כוונון תרמי מוצעת ליצור קריסטל סוליטון.

לבסוף, אנו משתמשים בשיטת הטרודין עצמית מאוחרת כדי להשיג את המדידה של תנודות שיעור החזרה.