ការបង្កើតធ្នឹមម្ជុលវ៉ិចទ័រ និងការបន្តពូជរបស់ពួកគេនៅក្នុងបរិយាកាសដ៏ច្របូកច្របល់

ភាពច្របូកច្របល់នៃបរិយាកាសតែងតែបង្កបញ្ហាប្រឈមយ៉ាងសំខាន់ដល់ការសាយភាយឡាស៊ែរដែលមានស្ថេរភាព ជាពិសេសសម្រាប់ការបញ្ជូនចម្ងាយឆ្ងាយនៅក្នុងប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនងអុបទិកចន្លោះទំនេរ (FSOC)។ ដើម្បីកាត់បន្ថយផលប៉ះពាល់អវិជ្ជមាននៃភាពច្របូកច្របល់បរិយាកាស វាមានតម្រូវការបន្ទាន់ក្នុងការអភិវឌ្ឍន៍ធ្នឹមអុបទិកឯកទេស។

ព័ត៌មានក្រដាស៖

នៅក្នុងការសិក្សានេះ លក្ខណៈនៃការសាយភាយរបស់ Vector Vortex Needle Beams (VVPBs) នៅក្នុងកន្លែងទំនេរត្រូវបានវិភាគ និងទទួលបានតាមទ្រឹស្តី ជាមួយនឹងអាកប្បកិរិយារបស់ពួកគេនៅក្នុងភាពច្របូកច្របល់បរិយាកាសត្រូវបានក្លែងធ្វើជាលេខ។ លទ្ធផលនៃការក្លែងធ្វើបង្ហាញថានៅក្រោមលក្ខខណ្ឌដូចគ្នា VVPBs បង្ហាញសន្ទស្សន៍រំញ័រទាប ហើយធ្នឹមតិចជាងមុនជាង Pinhole Beams ធម្មតា (PBs) កំឡុងពេលបញ្ជូនចម្ងាយឆ្ងាយ។ លើសពីនេះទៀត ទាំង VVPBs និង PBs ត្រូវបានបង្កើតដោយពិសោធន៍ ហើយសន្ទស្សន៍ scintillation និង beam wander របស់ពួកគេត្រូវបានវាស់នៅក្នុងបរិយាកាសមន្ទីរពិសោធន៍ជាមួយនឹងភាពច្របូកច្របល់ដែលបណ្តាលមកពីកម្ដៅ។ ទិន្នន័យពិសោធន៍ធ្វើឱ្យមានសុពលភាពការរកឃើញតាមទ្រឹស្តី ដោយបញ្ជាក់ថា VVPBs មានគុណសម្បត្តិយ៉ាងសំខាន់ក្នុងការកាត់បន្ថយឥទ្ធិពលនៃភាពច្របូកច្របល់។ ការរកឃើញទាំងនេះត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងមានផលប៉ះពាល់យ៉ាងសំខាន់សម្រាប់ការអភិវឌ្ឍនៃការទំនាក់ទំនងអុបទិកក្នុងលំហទំនេរ និងបច្ចេកវិជ្ជាចាប់សញ្ញាពីចម្ងាយ។

ខាងក្រោម​នេះ​ជា​ផ្នែក​នៃ​ដំណើរការ​ពិសោធន៍ និង​លទ្ធផល៖

ដើម្បីធ្វើឱ្យលទ្ធផលទ្រឹស្តីមានសុពលភាព ដំបូងយើងបានបង្កើត VVPBs និង PBs ដោយពិសោធន៍ ហើយបន្ទាប់មកវាស់អាំងតង់ស៊ីតេនៃការផ្សព្វផ្សាយរបស់ពួកគេនៅក្នុងបរិយាកាសដ៏ច្របូកច្របល់។ ការរៀបចំពិសោធន៍ត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពខាងក្រោម។ ធ្នឹមឡាស៊ែរប៉ូលលីនេអ៊ែរនៅ 532 nm ត្រូវបានពង្រីក ហើយបន្ទាប់មកបំបែកជាពីរផ្លូវដោយឧបករណ៍បំបែកធ្នឹម 50:50 (BS1) ដើម្បីបង្កើតជាម៉ាច-ហ្សេនឌឺរ interferometer ។ ពន្លឺនៅក្នុងផ្លូវនីមួយៗត្រូវបានឆ្លុះបញ្ជាំងដោយ ម៉ូឌុលពន្លឺតាមលំហរតែមួយដំណាក់កាល (SLM) ដើម្បីកែប្រែដំណាក់កាល និងទំហំនៃធ្នឹមឧបទ្ទវហេតុ។ ធ្នឹមដែលបានកែប្រែបានឆ្លងកាត់ប្រព័ន្ធ 4f ចំនួនពីរ ដែលរូបភាពពន្លឺនៅលើយន្តហោះចុងនៃប្រព័ន្ធ 4f ជាមួយនឹងការពង្រីកឯកភាព។ យន្តហោះចុងក្រោយនៃប្រព័ន្ធ 4f នីមួយៗត្រូវបានជាន់គ្នាយ៉ាងល្អឥតខ្ចោះនៅ BS4 ដែលអាចចាត់ទុកថាជាយន្តហោះប្រភព។ កញ្ចក់រាងស៊ីឡាំងពីរ (CA1 និង CA2) ត្រូវបានដាក់នៅផ្នែកខាងក្រោយនៃកែវថត L1 និង L3 រៀងៗខ្លួន ដើម្បីត្រងចេញនូវបញ្ជាការបង្វែរដែលមិនចង់បាន និងសំឡេងរំខានពីផ្ទៃខាងក្រោយ។ ពន្លឺដែលផុសចេញពី BS4 បានបង្កើតជាធ្នឹមតែមួយដែលឆ្លងកាត់ចានដែលគេឱ្យឈ្មោះថា ដើម្បីបង្កើតភាពច្របូកច្របល់។ បន្ទាប់ពីឆ្លងកាត់ចានកំដៅរួចធ្នឹមត្រូវបានកត់ត្រាដោយឧបករណ៍ភ្ជាប់បន្ទុក (CCD) ។ ហូឡូក្រាមដែលផ្ទុកលើ SLMs ទាំងពីរត្រូវបានបង្កើតដោយកុំព្យូទ័រ។ ទំហំ និងដំណាក់កាលនៅលើ SLMs ទាំងពីរគឺដូចគ្នាបេះបិទ លើកលែងតែដំណាក់កាល π/2 បន្ថែមត្រូវបានផ្ទុកទៅ SLM2 ។ នេះធ្វើឱ្យពន្លឺដែលឆ្លុះបញ្ចាំងពី SLMs នៅក្នុងផ្លូវទី 1 និងទី 2 រាងពងក្រពើ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានការបង្កើត VVPBs ។ លើសពីនេះទៀតដោយការបិទផ្លូវមួយ និងការផ្លាស់ប្តូរ hologram PBs ក៏អាចបង្កើតបានផងដែរ។ ដូច្នេះ ការរៀបចំពិសោធន៍នេះបានបើកដំណើរការបង្កើតភាពងាយស្រួលនៃ VVPBs និង PBs។

រូបភាពទី 1ការរៀបចំពិសោធន៍សម្រាប់ការបង្កើត VVPBs និងស៊ើបអង្កេតការសាយភាយរបស់វានៅក្នុងបរិយាកាសដែលមានភាពច្របូកច្របល់ រួមមានឧបករណ៍ពង្រីកធ្នឹម (BE) កញ្ចក់ (L1-L4) ឧបករណ៍ភ្ជាប់បន្ទុក (CCD) ឧបករណ៍បំបែកធ្នឹម (BS) ម៉ូឌុលពន្លឺតាមលំហ (SLM1 និង SLM2) និងជំរៅរាងជារង្វង់ (CA1 និង CA2)។

រូបភាពទី 2ការប្រៀបធៀបរវាងលទ្ធផលនៃការក្លែងធ្វើ (ជួរទីមួយ) និងលទ្ធផលវិភាគ (ជួរទីពីរ) នៃការចែកចាយអាំងតង់ស៊ីតេធម្មតាសម្រាប់ VVPBs នៅយន្តហោះ z = 400 mm ។ ជួរទីបីបង្ហាញពីការប្រៀបធៀបផ្នែកឆ្លងកាត់រវាងជួរទីមួយ និងទីពីរ។ ជួរទីមួយបង្ហាញអាំងតង់ស៊ីតេសរុប ជួរទីពីរបង្ហាញសមាសធាតុ x ហើយជួរឈរទីបីបង្ហាញសមាសធាតុ y ។ របារពណ៌សបង្ហាញពី 3 ម។ តួលេខ (a) ដល់ (f) មានវិមាត្រដូចគ្នា។

រូប ៣បង្ហាញពីគំរូក្លែងធ្វើនៃ VVPBs ដែលរីករាលដាលនៅក្នុងបរិយាកាសចលាចល។

រូបភាពទី 4ភាពប្រែប្រួលនៃអាំងតង់ស៊ីតេអ័ក្សនៃ VVPBs (ជួរទីមួយ) និង PBs (ជួរទីពីរ) ក្រោមអាំងតង់ស៊ីតេនៃភាពច្របូកច្របល់ខុសៗគ្នា។

រូបភាពទី 5ការចែកចាយ Beam centroid ពីការសម្រេចអាំងតង់ស៊ីតេ 1000 នៃ VVPBs (ជួរទីមួយ) និង PBs (ជួរទីពីរ) នៅកម្រិតនៃភាពច្របូកច្របល់ខុសៗគ្នា។

រូបភាពទី 6Beam spots of VVPBs recorded by beam profile analyzer in space free at 1 m from BS4: (a) ការចែកចាយអាំងតង់ស៊ីតេសរុប (b) x-component និង (c) y-component ។ បន្ទះនីមួយៗមានទំហំប្រហែល 7 × 5 មការ៉េ។

រូបភាពទី 7លទ្ធផលពិសោធន៍បង្ហាញពីបំរែបំរួលនៃ (a) សន្ទស្សន៍ scintillation និង (b) beam wander ជាមួយនឹងសីតុណ្ហភាពចានក្តៅសម្រាប់ទាំង PBs និង VVPBs ។

ប៉ារ៉ាម៉ែត្រ និងលក្ខណៈជាក់លាក់នៃម៉ូឌុលពន្លឺ spatial ប្រភេទដំណាក់កាលដែលប្រើក្នុងការពិសោធន៍នេះមានដូចខាងក្រោម៖

ចំណាំ៖ ម៉ូដែលផ្សេងៗគ្នាមានភាពខុសប្លែកគ្នានៅក្នុងជួរម៉ូឌុលដំណាក់កាល និងប្រសិទ្ធភាពនៃការប្រើប្រាស់ពន្លឺ។ សម្រាប់តម្រូវការជាក់លាក់ សូមទាក់ទងអ្នកគ្រប់គ្រងផ្នែកលក់ក្នុងតំបន់រៀងៗខ្លួនសម្រាប់ព័ត៌មានលម្អិត។

សេចក្តីថ្លែងការណ៍ចុងក្រោយ:

ម៉ូឌុលពន្លឺតាមលំហ (SLM) គឺជាឧបករណ៍អុបតូអេឡិចត្រូនិចស្នូលដែលប្រើប្រាស់ឥទ្ធិពលអេឡិចត្រូអុបទិកនៃវត្ថុធាតុគ្រីស្តាល់រាវ ដើម្បីគ្រប់គ្រងការចែកចាយតាមលំហនៃរលកពន្លឺ (រួមទាំងអំព្លីទីត ដំណាក់កាល ឬបន្ទាត់រាងប៉ូល)។ ក្នុងនាមជាឧបករណ៍ដ៏មានឥទ្ធិពលបំផុតនៅក្នុងអុបទិក និងរូបវិទ្យាទំនើប វាអនុញ្ញាតឱ្យមានសកម្មភាពសកម្ម ច្បាស់លាស់ និងថាមវន្តនៃការសាយភាយពន្លឺនៅក្នុងលំហ។ បច្ចុប្បន្ននេះ វិធីសាស្រ្តសំខាន់ៗសម្រាប់បង្កើត vortex beams រួមមាន spiral phase plate method, spatial light modulator, spatial light modulator, computer-generated hologram, mode conversion method, metasurface ។ល។

ព័ត៌មានអត្ថបទ៖

https://doi.org/10.1063/5.0248643