కాంతి తరంగ వ్యతికరణం యొక్క ఖచ్చితమైన కొలతలో ఏక పౌనఃపున్య సెమీకండక్టర్ లేజర్ యొక్క అనువర్తనం

అప్లికేషన్సింగిల్ ఫ్రీక్వెన్సీ సెమీకండక్టర్ లేజర్కాంతి తరంగ వ్యతికరణం యొక్క ఖచ్చితమైన కొలతలో
ఒకే ఫ్రీక్వెన్సీ యొక్క అనువర్తనంసెమీకండక్టర్ లేజర్ఫైబర్ ఆప్టిక్ హైడ్రోఫోన్‌లు మరియు గ్రౌండ్ లిజనింగ్ ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్‌ల వంటి ఖచ్చితత్వ కొలత రంగాలలో, ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్ వ్యవస్థల పనితీరుపై లేజర్ పనితీరు యొక్క కీలక ప్రభావాన్ని లోతుగా విశ్లేషించడం జరిగింది.

వ్యవస్థ యొక్క ప్రధాన నిర్మాణం మరియు పని సూత్రం: ఫైబర్ ఆప్టిక్ హైడ్రోఫోన్ వ్యవస్థ ప్రధానంగా ఒక సెన్సింగ్ హెడ్ మరియు ఒక ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్‌తో కూడి ఉంటుంది (ఉదాహరణకు MZ ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్‌ను తీసుకుంటే). దీని ప్రాథమిక సూత్రం ఏమిటంటే, ధ్వని సంకేతం (ధ్వని పీడనం Δp) సెన్సింగ్ హెడ్‌పై పనిచేయడం వల్ల, బోలు సిలిండర్ చుట్టూ చుట్టబడిన సెన్సింగ్ ఫైబర్ యొక్క పొడవు మరియు వక్రీభవన సూచికలో మార్పులు సంభవిస్తాయి, తద్వారా ఆప్టికల్ మార్గంలో మార్పులు వస్తాయి. ఈ చిన్న ఆప్టికల్ మార్గ మార్పును (అంటే దశ మార్పును) ఒక ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్ అధిక సున్నితత్వంతో గుర్తిస్తుంది.

1. సెన్సార్ హెడ్: దీని ప్రధాన విధి ధ్వని కంపనాలను ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్ యొక్క ఆప్టికల్ మార్గంలో మార్పులుగా మార్చడం. సున్నితత్వ గుణకం s అనేది ఫైబర్ పొడవు L వంటి కారకాలకు సంబంధించినది, మరియు సిస్టమ్ సున్నితత్వాన్ని మెరుగుపరచడానికి పొడవైన సెన్సింగ్ ఫైబర్‌లు ప్రయోజనకరంగా ఉంటాయి.
2. ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్: చిన్న దశ మార్పులను గుర్తించడానికి ఇది "ఉత్తమ ఆయుధం". వెలువడే కాంతి తీవ్రతకు, దశ వ్యత్యాసానికి మధ్య కొసైన్ సంబంధం ఉంటుంది. స్టాటిక్ ఫేజ్ బయాస్ φ ₀ ను ఆర్థోగోనల్ ఆపరేటింగ్ పాయింట్ ((m+1/2) π) వద్ద స్థిరీకరించడం ద్వారా, ఈ వ్యవస్థ అత్యధిక గుర్తింపు సున్నితత్వాన్ని సాధించగలదు.
3. సిస్టమ్ పనితీరును ప్రభావితం చేసే కీలక కాంతి మూల పారామితులు: ఈ వ్యాసం అధిక దశ రిజల్యూషన్‌ను (≤ 1 μ rad లక్ష్యంతో) సాధించడంలో లేజర్ పనితీరు యొక్క పరిమితులను విశ్లేషించడంపై దృష్టి పెడుతుంది.
4. లేజర్పౌనఃపున్యపు శబ్దం మరియు లైన్‌విడ్త్: లేజర్ యొక్క పౌనఃపున్యపు శబ్దం వ్యతికరణ దశ శబ్దానికి కారణమవుతుంది, తద్వారా వ్యతికరణపు ఫ్రింజ్‌ల దృశ్యమానతను తగ్గిస్తుంది. సుమారు 1 మీటర్ ఆప్టికల్ మార్గ వ్యత్యాసం ఉన్న ఒక ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్‌లో, 1 μ rad దశ రిజల్యూషన్‌ను సాధించడానికి, లేజర్ యొక్క లైన్‌విడ్త్ సుమారు 30 Hz కంటే తక్కువగా ఉండాలి. ఇది పౌనఃపున్యపు స్థిరత్వానికి చాలా అధికమైన ఆవశ్యకత.కాంతి మూలం.
5. లేజర్ తీవ్రత శబ్దం: లేజర్ యొక్క సాపేక్ష తీవ్రత శబ్దం (RIN) నేరుగా జోక్య సంకేతం యొక్క దశ దోషంగా మార్చబడుతుంది. సాధారణ గుర్తింపు కాంతి శక్తి (~100 μW) వద్ద 1 μrad దశ రిజల్యూషన్‌ను సాధించడానికి, లేజర్ యొక్క RINను -120 dB కంటే తక్కువకు తగ్గించాలి. కాంతి మూలం తీవ్రత యొక్క స్థిరత్వానికి ఇది చాలా అధిక ఆవశ్యకత.

సారాంశంలో, ఫైబర్ ఆప్టిక్ హైడ్రోఫోన్ వ్యవస్థను విశ్లేషించడం ద్వారా, వ్యతికరణ సూత్రం ఆధారంగా చేసే ఖచ్చితమైన కొలతలో ప్రధాన కాంతి మూలమైన ఏక పౌనఃపున్య సెమీకండక్టర్ లేజర్‌కు అవసరమైన అత్యంత సన్నని లైన్‌విడ్త్ (అధిక పౌనఃపున్య స్థిరత్వం) మరియు అత్యంత తక్కువ తీవ్రత శబ్దం వంటి కఠినమైన ఆవశ్యకతలను వివరించడం జరిగింది, మరియు బృహత్-స్థాయి వ్యవస్థ అనువర్తనాలలో ఎదురయ్యే లేజర్ పౌనఃపున్య స్థిరీకరణ సవాళ్లను కూడా ప్రదర్శించడం జరిగింది.