એકોસ્ટો-ઓપ્ટિક મોડ્યુલેટર: ઠંડા અણુ કેબિનેટમાં ઉપયોગ

એકોસ્ટો-ઓપ્ટિક મોડ્યુલેટર: ઠંડા અણુ કેબિનેટમાં ઉપયોગ

કોલ્ડ એટમ કેબિનેટમાં ઓલ-ફાઇબર લેસર લિંકના મુખ્ય ઘટક તરીકે,ઓપ્ટિકલ ફાઇબર એકોસ્ટો-ઓપ્ટિક મોડ્યુલેટરકોલ્ડ એટમ કેબિનેટ માટે હાઇ-પાવર ફ્રીક્વન્સી-સ્ટેબિલાઇઝ્ડ લેસર પૂરું પાડશે. અણુઓ v1 ની રેઝોનન્ટ ફ્રીક્વન્સી સાથે ફોટોનને શોષી લેશે. ફોટોન અને અણુઓનો વેગ વિરુદ્ધ હોવાથી, ફોટોનને શોષ્યા પછી અણુઓની ગતિ ઘટશે, જેનાથી અણુઓને ઠંડુ કરવાનો હેતુ પ્રાપ્ત થશે. લેસર-કૂલ્ડ અણુઓ, લાંબા પ્રોબિંગ સમય, ડોપ્લર ફ્રીક્વન્સી શિફ્ટ અને અથડામણને કારણે ફ્રીક્વન્સી શિફ્ટને દૂર કરવા અને શોધ પ્રકાશ ક્ષેત્રના નબળા જોડાણ જેવા તેમના ફાયદાઓ સાથે, અણુ સ્પેક્ટ્રાની ચોક્કસ માપન ક્ષમતામાં નોંધપાત્ર સુધારો કરે છે અને ઠંડા અણુ ઘડિયાળો, ઠંડા અણુ ઇન્ટરફેરોમીટર અને ઠંડા અણુ નેવિગેશનમાં વ્યાપકપણે લાગુ કરી શકાય છે.

ઓપ્ટિકલ ફાઇબર AOM એકોસ્ટો-ઓપ્ટિક મોડ્યુલેટરના આંતરિક ભાગમાં મુખ્યત્વે એકોસ્ટો-ઓપ્ટિક ક્રિસ્ટલ અને ઓપ્ટિકલ ફાઇબર કોલિમેટર વગેરેનો સમાવેશ થાય છે. મોડ્યુલેટેડ સિગ્નલ પીઝોઇલેક્ટ્રિક ટ્રાન્સડ્યુસર પર ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલ (એમ્પ્લીટ્યુડ મોડ્યુલેશન, ફેઝ મોડ્યુલેશન અથવા ફ્રીક્વન્સી મોડ્યુલેશન) ના સ્વરૂપમાં કાર્ય કરે છે. ઇનપુટ મોડ્યુલેટેડ સિગ્નલની ફ્રીક્વન્સી અને એમ્પ્લીટ્યુડેશન જેવી ઇનપુટ લાક્ષણિકતાઓને બદલીને, ઇનપુટ લેસરની ફ્રીક્વન્સી અને એમ્પ્લીટ્યુડેશન પ્રાપ્ત થાય છે. પીઝોઇલેક્ટ્રિક ટ્રાન્સડ્યુસર ઇલેક્ટ્રિકલ સિગ્નલોને અલ્ટ્રાસોનિક સિગ્નલોમાં રૂપાંતરિત કરે છે જે પીઝોઇલેક્ટ્રિક અસરને કારણે સમાન પેટર્નમાં બદલાય છે અને તેમને એકોસ્ટો-ઓપ્ટિક માધ્યમમાં ફેલાવે છે. એકોસ્ટો-ઓપ્ટિક માધ્યમનો રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ સમયાંતરે બદલાયા પછી, રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ ગ્રેટિંગ રચાય છે. જ્યારે લેસર ફાઇબર કોલિમેટરમાંથી પસાર થાય છે અને એકોસ્ટો-ઓપ્ટિક માધ્યમમાં પ્રવેશ કરે છે, ત્યારે વિવર્તન થાય છે. વિવર્તિત પ્રકાશની આવર્તન મૂળ ઇનપુટ લેસર ફ્રીક્વન્સી પર અલ્ટ્રાસોનિક ફ્રીક્વન્સીને સુપરઇમ્પોઝ કરે છે. ઓપ્ટિકલ ફાઇબર કોલિમેટરની સ્થિતિને સમાયોજિત કરો જેથી ઓપ્ટિકલ ફાઇબર એકોસ્ટ-ઓપ્ટિક મોડ્યુલેટર શ્રેષ્ઠ સ્થિતિમાં કાર્ય કરે. આ સમયે, ઘટના પ્રકાશ બીમનો આકસ્મિક કોણ બ્રેગ વિવર્તન સ્થિતિને સંતોષતો હોવો જોઈએ, અને વિવર્તન સ્થિતિ બ્રેગ વિવર્તન હોવી જોઈએ. આ સમયે, ઘટના પ્રકાશની લગભગ બધી ઊર્જા પ્રથમ-ક્રમના વિવર્તન પ્રકાશમાં સ્થાનાંતરિત થાય છે.

પ્રથમ AOM એક્યુટો-ઓપ્ટિક મોડ્યુલેટરનો ઉપયોગ સિસ્ટમના ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફાયરના આગળના ભાગમાં થાય છે, જે ઓપ્ટિકલ પલ્સ સાથે આગળના છેડાથી સતત ઇનપુટ લાઇટને મોડ્યુલેટ કરે છે. મોડ્યુલેટેડ ઓપ્ટિકલ પલ્સ પછી ઊર્જા એમ્પ્લીફિકેશન માટે સિસ્ટમના ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફિકેશન મોડ્યુલમાં પ્રવેશ કરે છે. બીજુંAOM એકોટો-ઓપ્ટિક મોડ્યુલેટરઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફાયરના પાછળના છેડે વપરાય છે, અને તેનું કાર્ય સિસ્ટમ દ્વારા એમ્પ્લીફાઇડ ઓપ્ટિકલ પલ્સ સિગ્નલના બેઝ નોઇઝને અલગ કરવાનું છે. પ્રથમ AOM એકાઉટો-ઓપ્ટિક મોડ્યુલેટર દ્વારા લાઇટ પલ્સ આઉટપુટની આગળ અને પાછળની ધાર સમપ્રમાણરીતે વિતરિત થાય છે. ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફાયરમાં પ્રવેશ્યા પછી, પલ્સ લીડિંગ એજ માટે એમ્પ્લીફાયરનો ગેઇન પલ્સ ટ્રેઇલિંગ એજ કરતા વધારે હોવાને કારણે, એમ્પ્લીફાઇડ લાઇટ પલ્સ એક વેવફોર્મ ડિસ્ટોર્શન ઘટના બતાવશે જ્યાં ઉર્જા લીડિંગ એજ પર કેન્દ્રિત છે, જેમ કે આકૃતિ 3 માં બતાવ્યા પ્રમાણે. સિસ્ટમને આગળ અને પાછળની ધાર પર સપ્રમાણ વિતરણ સાથે ઓપ્ટિકલ પલ્સ મેળવવા માટે સક્ષમ બનાવવા માટે, પ્રથમ AOM એકાઉટો-ઓપ્ટિક મોડ્યુલેટરને એનાલોગ મોડ્યુલેશન અપનાવવાની જરૂર છે. સિસ્ટમ કંટ્રોલ યુનિટ એકાઉસ્ટ-ઓપ્ટિક મોડ્યુલના ઓપ્ટિકલ પલ્સની વધતી ધારને વધારવા માટે પ્રથમ AOM એકાઉટો-ઓપ્ટિક મોડ્યુલેટરની વધતી ધારને સમાયોજિત કરે છે અને પલ્સની આગળ અને પાછળની ધાર પર ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફાયરની ગેઇન બિન-એકરૂપતા માટે વળતર આપે છે.

સિસ્ટમનો ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફાયર માત્ર ઉપયોગી ઓપ્ટિકલ પલ્સ સિગ્નલોને જ નહીં, પણ પલ્સ સિક્વન્સના બેઝ નોઈઝને પણ એમ્પ્લીફાય કરે છે. ઉચ્ચ સિસ્ટમ સિગ્નલ-ટુ-નોઈઝ રેશિયો પ્રાપ્ત કરવા માટે, ઓપ્ટિકલ ફાઇબરનું ઉચ્ચ લુપ્તતા ગુણોત્તર લક્ષણAOM મોડ્યુલેટરએમ્પ્લીફાયરના પાછળના છેડે બેઝ અવાજને દબાવવા માટે ઉપયોગમાં લેવાય છે, જે સુનિશ્ચિત કરે છે કે સિસ્ટમ સિગ્નલ પલ્સ મહત્તમ હદ સુધી અસરકારક રીતે પસાર થઈ શકે છે અને બેઝ અવાજને ટાઇમ-ડોમેન એકોસ્ટો-ઓપ્ટિક શટર (ટાઇમ-ડોમેન પલ્સ ગેટ) માં પ્રવેશતા અટકાવે છે. ડિજિટલ મોડ્યુલેશન પદ્ધતિ અપનાવવામાં આવે છે, અને TTL લેવલ સિગ્નલનો ઉપયોગ એકોસ્ટ-ઓપ્ટિક મોડ્યુલના ચાલુ અને બંધને નિયંત્રિત કરવા માટે થાય છે જેથી ખાતરી થાય કે એકોસ્ટ-ઓપ્ટિક મોડ્યુલના ટાઇમ-ડોમેન પલ્સની વધતી ધાર ઉત્પાદનનો ડિઝાઇન કરેલ રાઇઝિંગ સમય છે (એટલે ​​કે, ઉત્પાદન મેળવી શકે તે ન્યૂનતમ રાઇઝિંગ સમય), અને પલ્સ પહોળાઈ સિસ્ટમ TTL લેવલ સિગ્નલની પલ્સ પહોળાઈ પર આધાર રાખે છે.