سنگل فریکوئنسی فائبر لیزرز کی لائن چوڑائی کی خصوصیات

سنگل فریکوئنسی فائبر لیزرز کی لکیر کی چوڑائی کی حد بہت تنگ ہوتی ہے، اور ان کی سپیکٹرل لائن کی شکل لورینٹز قسم کی ہوتی ہے، جو سنگل فریکوئنسی سیمی کنڈکٹرز سے نمایاں طور پر مختلف ہوتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ سنگل فریکوئنسی فائبر لیزرز میں طویل لیزر گونجنے والی گہا اور گہا میں فوٹوون کی طویل زندگی ہوتی ہے۔ اس کا مطلب یہ ہے کہ سنگل فریکوئنسی فائبر لیزرز میں سنگل فریکوئینسی سیمی کنڈکٹر لیزرز کے مقابلے میں کم فیز شور اور فریکوئنسی شور ہوتا ہے۔

سنگل فریکوئنسی فائبر لیزرز کے لائن وڈتھ ٹیسٹ کے نتائج انضمام کے وقت سے متعلق ہیں۔ اس انضمام کے وقت کو سمجھنا اکثر مشکل ہوتا ہے۔ درحقیقت، اسے ایک واحد فریکوئنسی فائبر لیزر کا "مشاہدہ اور جانچ" کرنے کا وقت سمجھا جا سکتا ہے۔ اس وقت کے دوران، ہم لائن وڈتھ کا حساب لگانے کے لیے فریکوئنسی کو مار کر سپیکٹرم فیز شور کی پیمائش کرتے ہیں۔ مثال کے طور پر heterodyne غیر متوازن M-Z انٹرفیرومیٹر کو لے کر، تاخیری فائبر کی لمبائی 50 کلومیٹر ہے، سنگل موڈ فائبر کور کا ریفریکٹیو انڈیکس 1.5 سمجھا جاتا ہے، اور خلا میں روشنی کی رفتار 3x108 میٹر/سیکنڈ ہے، پھر سنگل موڈ فائبر میں روشنی ہر 1 میٹر ٹرانسمیشن کے لیے تقریباً 4.8ns کی تاخیر پیدا ہوتی ہے، جو آپٹیکل فائبر کے 50km کے بعد 240us کی تاخیر کے برابر ہے۔

آئیے تصور کریں کہ جس سنگل فریکوئنسی لیزر کی جانچ کی جائے گی وہ 1:1 آپٹیکل اسپلٹر سے گزرنے کے بعد بالکل ایک جیسی خصوصیات کے ساتھ دو کلون بن جاتا ہے۔ کلون میں سے ایک دوسرے سے 240s لمبا چلتا ہے۔ جب دو کلون دوسرے 1:1 سے گزرتے ہیں جب آپٹیکل کپلر کو جوڑ دیا جاتا ہے، تو ایک کلون جو 240us لمبا چلتا ہے اس میں فیز شور ہوتا ہے۔ فیز شور کے اثر و رسوخ کی وجہ سے، دوبارہ ملاپ کے بعد سنگل فریکوئنسی لیزر شروع ہونے سے پہلے ریاست کے مقابلے میں سپیکٹرم میں ایک خاص چوڑائی رکھتا ہے۔ اسے مزید پیشہ ورانہ طور پر ڈالنے کے لئے، اس عمل کو فیز شور ماڈیولیشن کہا جاتا ہے۔ چونکہ ماڈیولیشن کی وجہ سے پھیلاؤ ڈبل سائیڈ بینڈ ہے، اس لیے فیز نوائس سپیکٹرم کی چوڑائی سنگل فریکوئنسی لیزر کی لائن چوڑائی سے دوگنی ہے۔ سپیکٹرم پر وسیع سپیکٹرم کی چوڑائی کا حساب لگانے کے لیے، انضمام کی ضرورت ہوتی ہے، اس لیے اس وقت کو انضمام کا وقت کہا جاتا ہے۔

مندرجہ بالا وضاحت کے ذریعے، ہم سمجھ سکتے ہیں کہ "انٹیگریشن ٹائم" اور سنگل فریکوئنسی فائبر لیزر کی پیمائش شدہ لائن وِتھ کے درمیان کوئی رشتہ ہونا چاہیے۔ "انضمام کا وقت" جتنا کم ہوگا، کلون کی وجہ سے ہونے والے فیز شور کا اثر اتنا ہی کم ہوگا، اور سنگل فریکوئنسی فائبر لیزر کی پیمائش کی لکیر کی چوڑائی اتنی ہی کم ہوگی۔

اسے دوسرے زاویے سے سمجھنے کے لیے، لکیر کی چوڑائی کیا بیان کرتی ہے؟ ایک فریکوئنسی لیزر کا فریکوئنسی شور اور فیز شور ہیں۔ یہ شور خود ہمیشہ موجود رہتا ہے، اور جتنا زیادہ یہ جمع ہوتے ہیں، شور اتنا ہی واضح ہوتا جاتا ہے۔ لہٰذا، سنگل فریکوئنسی فائبر لیزر کے فریکوئنسی شور اور فیز شور کا "مشاہدہ ٹیسٹ" جتنا زیادہ وقت لگے گا، پیمائش شدہ لائن وِتھ اتنی ہی زیادہ ہوگی۔ بلاشبہ، یہاں بیان کردہ وقت درحقیقت بہت کم ہے، جیسے نینو سیکنڈز، مائیکرو سیکنڈز، ملی سیکنڈز، یا دوسری سطح تک۔ بے ترتیب شور کی جانچ اور پیمائش میں یہ عام فہم ہے۔

سنگل فریکوئنسی فائبر لیزر کی سپیکٹرم لائن وِتھ جتنی کم ہوگی، ٹائم ڈومین میں سپیکٹرم اتنا ہی صاف اور خوبصورت ہوگا، انتہائی ہائی سائڈ موڈ سپریشن ریشو (SMSR) کے ساتھ، اور اس کے برعکس۔ جب لائن وڈتھ ٹیسٹنگ کی شرائط دستیاب نہ ہوں تو اس پوائنٹ پر عبور حاصل کرنا سنگل فریکوئنسی لیزرز کی سنگل فریکوئنسی کارکردگی کا تعین کر سکتا ہے۔ بلاشبہ، سپیکٹرومیٹر (OSA) کے تکنیکی اصولوں اور ریزولیوشن کی حدود کی وجہ سے، سنگل فریکوئنسی فائبر لیزرز کا سپیکٹرم مقداری یا درست طریقے سے اپنی کارکردگی کی عکاسی نہیں کر سکتا۔ فیز شور اور فریکوئنسی شور کا فیصلہ کافی کچا ہے اور بعض اوقات غلط نتائج کا باعث بنتا ہے۔

سنگل فریکوئنسی سیمی کنڈکٹر لیزرز کی اصل لائن وڈتھ عام طور پر سنگل فریکوئنسی فائبر لیزرز سے زیادہ ہوتی ہے۔ اگرچہ کچھ مینوفیکچررز سنگل فریکوئنسی سیمی کنڈکٹر لیزرز کے لائن وڈتھ کے اشاریوں کو بہت خوبصورتی سے پیش کرتے ہیں، لیکن اصل ٹیسٹ سے پتہ چلتا ہے کہ سنگل فریکوئینسی سیمی کنڈکٹر لیزرز کی حد لائن وِڈتھ سنگل فریکوئنسی سیمی کنڈکٹر لیزرز سے زیادہ ہے۔ فریکوئنسی فائبر لیزر چوڑا ہونا چاہیے، اور اس کے فریکوئنسی شور اور فیز شور کے اشارے بھی ناقص ہونے چاہئیں، جس کا تعین سنگل فریکوئنسی لیزر ریزوننٹ گہا کی ساخت اور لمبائی سے ہوتا ہے۔ بلاشبہ، مسلسل ترقی پذیر سنگل فریکوئنسی سیمی کنڈکٹر ٹیکنالوجی فیز شور کو دبانے اور سنگل فریکوئنسی سیمی کنڈکٹر لیزرز کی لکیر کی چوڑائی کو بیرونی گہا کی لمبائی میں بہت زیادہ اضافہ کرکے، فوٹوون کی زندگی میں توسیع، مرحلے کو کنٹرول کرنے، اور حد کو بڑھا کر جاری رکھتی ہے۔ گونجنے والے میں کھڑے لہر کے حالات کی تشکیل۔