مدولاسیون خود فازی ( SPM ) اثر غیر خطی اپتیکی از برهم کنش نور با ماده است. پالس فوق کوتاه نور، با انتشار درمحیط، بواسطه اثر اپتیکی کر، موجب تغییر ضریب شکست محیط می گردد. این تغییرات ضریب شکست، با ایجاد شیفت فازی درپالس منجربه تغییرات طیف فرکانسی می گردد.
مدولاسیون خودفازی اثری مهم در سیستم های اپتیکی که در آن از پالس های نوری کوتاه و شدید استفاده می شود، دارد مانند لیزرها و سیستم های ارتباطاتی فیبرنوری.
برای پالس های فوق کوتاه گوسی شکل با فاز ثابت، شدت دزمان t با ( I ) t داده می شود:
که در آن I0 شدت قله و τنصف دوره تناوب است. با انتشار پالس در محیط، اثر اپتیکی کر، ضریب شکست متغیر باشدت تولید می کند:
که n0 ضریب شکست خطی و n2 ضریب شکست مرتبه دوم غیرخطی محیط می باشد. هنگامی که پالس منتشر می شود، شدت در هر نقطه از محیط افزایش می یابد و سپس با پیشروی پالس افت می کند، که منجر به تغییر ضریب شکست متغیر با زمان می گردد:
این تغییرات ضریب شکست باعث شیفت لحظه ای پالس خواهد شد:
که ω 0 و λ 0 فرکانس حامل و طول موج ( خلأ ) پالس و L فاصله ایست که پالس در آن منتشر می شود. شیفت فازی منجربه شیفت فرکانسی پالس می گردد. فرکانس لحظه ای ( ω ) t توسط رابطه زیر بیان می گردد:
وازdn/dtکه در بالا داشتیم به معادله زیرمی رسیم:
نمودار ( ω ( t جابجایی هر قسمت از پالس را نشان می دهد. لبه جلویی به سمت فرکانس های پایین تر ( قرمزتر ) و لبه عقبی به سمت فرکانس های بالاتر ( آبی تر ) جابجا می شود، اما قله پالس تغییر مکان نمی دهد. برای محدوده فرکانس مرکزی ( t = ±τ/۲ ) ، یک تقریب جابجایی فرکانسی خطی توسط رابطه زیر داده می شود:
که در آن α:
واضح است که فرکانس اضافی که درSPMتولید می شود، طیف فرکانسی پالس را به طور متقارن پهن می کند. در حوزه زمان، پوش پالس تغییر نمی کند، اگرچه در هر محیط حقیقی، اثرات پالس به طور همزمان روی پالس عمل می کند. درمحدوده پاشندگی نرمال، نواحی فرکانس پایین نسبت به نواحی فرکانس بالا سرعت بیشتری دارد در نتیجه بخش جلویی پالس سریعتر از عقب آن حرکت می کند، واین همان پهن شدگی پالس در زمان است. در محدوده پاشندگی غیرنرمال، عکس حالت قبل رخ می دهد، یعنی پالس با انتشارش در زمان، کوچکتر می شود. از این اثر برای پالس های فشرده فوق کوتاه بهره گرفته می شود.
آنالیزهای مشابهی برای اشکال مختلف پالسی انجام می گیرد به طور مثال نمودار پالسی sech۲، که توسط لیزرهای پالسی فوق کوتاه تولید می شود.
این نوشته برگرفته از سایت ویکی پدیا می باشد، اگر نادرست یا توهین آمیز است، لطفا گزارش دهید: گزارش تخلفمدولاسیون خودفازی اثری مهم در سیستم های اپتیکی که در آن از پالس های نوری کوتاه و شدید استفاده می شود، دارد مانند لیزرها و سیستم های ارتباطاتی فیبرنوری.
برای پالس های فوق کوتاه گوسی شکل با فاز ثابت، شدت دزمان t با ( I ) t داده می شود:
که در آن I0 شدت قله و τنصف دوره تناوب است. با انتشار پالس در محیط، اثر اپتیکی کر، ضریب شکست متغیر باشدت تولید می کند:
که n0 ضریب شکست خطی و n2 ضریب شکست مرتبه دوم غیرخطی محیط می باشد. هنگامی که پالس منتشر می شود، شدت در هر نقطه از محیط افزایش می یابد و سپس با پیشروی پالس افت می کند، که منجر به تغییر ضریب شکست متغیر با زمان می گردد:
این تغییرات ضریب شکست باعث شیفت لحظه ای پالس خواهد شد:
که ω 0 و λ 0 فرکانس حامل و طول موج ( خلأ ) پالس و L فاصله ایست که پالس در آن منتشر می شود. شیفت فازی منجربه شیفت فرکانسی پالس می گردد. فرکانس لحظه ای ( ω ) t توسط رابطه زیر بیان می گردد:
وازdn/dtکه در بالا داشتیم به معادله زیرمی رسیم:
نمودار ( ω ( t جابجایی هر قسمت از پالس را نشان می دهد. لبه جلویی به سمت فرکانس های پایین تر ( قرمزتر ) و لبه عقبی به سمت فرکانس های بالاتر ( آبی تر ) جابجا می شود، اما قله پالس تغییر مکان نمی دهد. برای محدوده فرکانس مرکزی ( t = ±τ/۲ ) ، یک تقریب جابجایی فرکانسی خطی توسط رابطه زیر داده می شود:
که در آن α:
واضح است که فرکانس اضافی که درSPMتولید می شود، طیف فرکانسی پالس را به طور متقارن پهن می کند. در حوزه زمان، پوش پالس تغییر نمی کند، اگرچه در هر محیط حقیقی، اثرات پالس به طور همزمان روی پالس عمل می کند. درمحدوده پاشندگی نرمال، نواحی فرکانس پایین نسبت به نواحی فرکانس بالا سرعت بیشتری دارد در نتیجه بخش جلویی پالس سریعتر از عقب آن حرکت می کند، واین همان پهن شدگی پالس در زمان است. در محدوده پاشندگی غیرنرمال، عکس حالت قبل رخ می دهد، یعنی پالس با انتشارش در زمان، کوچکتر می شود. از این اثر برای پالس های فشرده فوق کوتاه بهره گرفته می شود.
آنالیزهای مشابهی برای اشکال مختلف پالسی انجام می گیرد به طور مثال نمودار پالسی sech۲، که توسط لیزرهای پالسی فوق کوتاه تولید می شود.
wiki: خودمدولاسیون فازی