Optik Frekans Tarağı nedir

Optik Frekans Tarağı nedir

Optik frekans tarağı, ışığın farklı renklerini veya frekanslarını ölçmek için çok hassas bir araçtır.

Ultra hızlı lazerlerdeki son gelişmelerin sağladığı teknoloji, diğer tüm araçlardan çok daha yüksek frekansları doğru bir şekilde ölçebilir. Frekans tarakları metroloji laboratuvarlarında ve fizik araştırmalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

Optik frekans tarakları, zamana – açıkça bilinen bir kavram – ve çoğu insan için daha az bilinen frekans arasındaki ilişkiye dayanır, ancak zaman birimi başına salınımların sayısıdır. NIST bilim adamları, milyonlarca farklı renk içeren çok kısa, yakından aralıklı bir ışık atımı yapan sürekli bir tren yayan lazerlerle başlar. Işığın zaman içindeki özellikleri, tarak gibi görünmesini sağlamak için frekans numaralarına dönüştürülür. Zaman ve frekans ters orantılıdır; yani, daha küçük zaman birimleri (veya ışık dalgalarının daha hızlı salınımları) daha büyük frekans sayıları ile sonuçlanır.

Aşağıdaki grafik, birkaç farklı ışık renginin zaman içinde nasıl salındığını göstermektedir. Bu örnek büyük ölçüde basitleştirilmiştir ve belirli birimler önemsizdir. Temel nokta, mavi dalgaların kırmızı dalgalardan çok daha hızlı salınması ve sarı ve yeşil dalgaların aralarında bir yerde olması.

birkaç farklı ışık renginin zaman içindeki salınımı

Karşılık gelen bir frekans taraklarının basitleştirilmiş bir grafiği aşağıda gösterilmiştir. Taraktaki her “diş”, ışık dalgasının zamanla salındığı hıza göre düzenlenmiş farklı bir renktir. Yavaşça salınan dalgalar (kırmızı) solda ve daha hızlı salınan dalgalar (mavi) sağdadır. Frekans hertz veya saniye başına devir cinsinden ölçülür. Gerçek bir optik tarak solda sıfırdan başlamaz, ancak çok yüksek bir sayıda, 300 trilyon hertz.

frekans taraklarının basitleştirilmiş bir grafiği

Gerçek bir optik frekans tarağı tüm görünür ışık spektrumunu kapsar ve çok ince, eşit aralıklı dişlere sahiptir. Dişler, lazerler, atomlar, yıldızlar veya diğer nesneler tarafından yayılan ışığı olağanüstü yüksek hassasiyetle ölçmek için bir cetvel gibi kullanılabilir.

Tarağı yapmak için kullanılan lazer tipi cetvelin hassasiyeti için kritik öneme sahiptir. Lazer darbeleri kısaldıkça, taraktaki frekans aralığı genişler. NIST bilim adamları, bir saniyenin dört katına varan femtosaniye darbeleri ya da saniyenin milyarda birinin darbesini yayan “mod-kilitli” lazerleri kullanırlar. Ortaya çıkan tarak, çok çeşitli veya çok çeşitli fenomenlerin esnek ve doğru ölçümlerini mümkün kılan birkaç yüz bin frekansı veya dişi kapsar.

Mod kilitleme, lazer ışığının darbelere nasıl oluştuğunu belirtir. Tüm lazerlerde, ışık aynalı bir boşluğa tekrar tekrar yansır. Mod kilitli bir lazerde, farklı ışık dalgaları renklerinin tepe noktaları, zaman içinde eşit aralıklarla düzenli aralıklarla çakışır. Zirveler, her biri birçok farklı frekans içeren çok kısa, parlak ışık patlamaları oluşturmak için birbirlerinin üzerine inşa edilir (aşağıdaki grafiğe bakınız).

Mod kilitleme

Uygulama Alanları

  • Lazerlerin Kalibrasyonu
  • Lazer Frekans Ölçümleri
  • Boyutlu Metroloji
  • Lazer soğutma
  • FTIR Spektroskopisi
  • Yüksek Çözünürlüklü Spektroskopi
  • SI Referanslarına Lazer Stabilizasyonu
  • Optik Saatler
  • Optik Saat Karşılaştırma
  • Hassas Radyo Frekansı Üretimi
  • Geniş Bant Yüksek Çözünürlüklü Spektroskopi
  • Optik Referanslara Lazer Stabilizasyonu

Kaynak: https://www.nist.gov/topics/physics/optical-frequency-combs

 

    Yorumunuzu bırakın

    Your email address will not be published.*