دراسة فاصل استقطاب قابل للتوليف باستخدام تقنية التفاعل بين الأمواج فوق الصوتية والليزر

الملخص

تحتاج العديد من التطبيقات في الفيزياء والاتصالات إلى فصل استقطاب الموجة الضوئية إلى مركبتيه الأساسيتين، على سبيل المثال، كأجهزة التحليل الطيفي وأجهزة قياس وتحليل استقطاب الضوء وتقنية مضاعفة معدل الإرسال على الألياف الضوئية باستخدام خاصية استقطاب الضوء.

يتم حالياً، استخدام عناصر ضوئية (بصرية) غير فعّالة (سلبية) لفصل الاستقطاب، تعتمد على لصق موشورات محاورها الضوئية متعامدة مثل موشور روشون (Rochon Prism) وموشور نيكول (Nicol Prism). لكن استخدام العناصر الضوئية السلبية يرافقه مشاكل تقنية عدّة، منها عدم قدرة هذه العناصر انتقاء طول موجي معين إذ ليس هناك إمكانية للتحكم بشدة الشعاع الضوئي في خرج فاصل الاستقطاب من النوع السلبي.

يقترح البحث استخدام تقنية التفاعل بين الأمواج فوق الصوتية والضوئية، ضمن بلورة أحادية المحور الضوئي، ويبرهن البحث على فعالية استخدام هذه التقنية لحل المشكلة المطروحة. اعتمد البحث في تصميم فاصل الاستقطاب على بلورة ثنائي أوكسيد التيليريوم (TeO₂) كوسط للتفاعل، واستخدم محول أمواج فوق صوتية يولد أمواج فوق صوتية عرضانية الاستقطاب (Transverse Ultrasonic Transducer)، يمكن التحكم بسرعة انتشارها داخل البلورة. أنجزت الحسابات الرقمية والتصميمية لفاصل الاستقطاب على بلورة (TeO₂). تم البرهان رياضياً في متن البحث، على أهمية وفعّالية التقنية المطروحة في فصل استقطاب إشارتين محملتين على نفس الطول الموجي، حيث ترسل القناة الأولى على الاستقطاب الأفقي للحامل الضوئي، بينما ترسل القناة الثانية على الاستقطاب الشاقولي لنفس الحامل عبر الليف الضوئي، هذا يستدعي فصل الإشارتين عن بعضهما بجهة الاستقبال بواسطة فاصل فعّال للاستقطاب. وتجدر الإشارة إلى أنّ الموشورات السلبية المسوقة تجارياً غير قادرة على إنجاز ذلك.