Time stretch dispersive Fourier transform
ટાઇમ સ્ટ્રેચ ડિસ્પર્સિવ ફોરિયર ટ્રાન્સફોર્મ (ટી. એસ.-ડી. એફ. ટી.), અન્યથા ટાઇમ-સ્ટ્રેચ ટ્રાન્સફોર્મ (ટી. એસ. ટી.) તરીકે ઓળખાય છે, ટેમ્પોરલ ફોરિયર ટ્રાન્સફોર્મ અથવા ફોટોનિક ટાઇમ-સ્ટ્રેચ (પી. ટી. એસ.) એક સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી તકનીક છે જે પ્રકાશ તરંગલંબાઇને અલગ કરવા અને વાસ્તવિક સમયમાં ઓપ્ટિકલ સ્પેક્ટ્રમનું વિશ્લેષણ કરવા માટે ગ્રેટિંગ અથવા પ્રિઝમને બદલે ઓપ્ટિકલ ડિસ્પર્શનનો ઉપયોગ કરે છે. તે બ્રોડબેન્ડ ઓપ્ટિકલ પલ્સના વર્ણપટને ટાઈમ સ્ટ્રેચ્ડ ટેમ્પોરલ વેવફોર્મમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે ગ્રુપ-વેલોસિટી ડિસ્પર્શન (GVD) નો ઉપયોગ કરે છે. તેનો ઉપયોગ એક જ શોટના આધારે ઓપ્ટિકલ સિગ્નલ પર અને ઝડપી ગતિશીલ પ્રક્રિયાઓના વાસ્તવિક-સમય વિશ્લેષણ માટે ઉચ્ચ ફ્રેમ દર પર ફોરિયર પરિવર્તન કરવા માટે થાય છે. તે ડિફ્રેક્શન ગ્રેટિંગ અને ડિટેક્ટર એરેને ડિસ્પર્સિવ ફાઇબર અને સિંગલ-પિક્સેલ ડિટેક્ટર સાથે બદલે છે, જે અલ્ટ્રાફાસ્ટ રીઅલ-ટાઇમ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી અને ઇમેજિંગને સક્ષમ કરે છે. તેનો બિન-સમાન પ્રકાર, વાંરવાર-ખેંચાણ પરિવર્તન, બિનરેખીય જૂથ વિલંબ સાથે સાકાર થાય છે, ચલ-દર વર્ણપટ ડોમેન નમૂના પ્રદાન કરે છે, તેમજ માહિતી ગિયરબોક્સ તરીકે કામ કરતી ડેટા સંપાદન પ્રણાલીઓ સાથે મેળ કરવા માટે સિગ્નલના પરબિડીયુંના સમય-બેન્ડવિડ્થ ઉત્પાદનને ઇજનેરી કરવાની ક્ષમતા પ્રદાન કરે છે. ઓપરેશન સિદ્ધાંત ટી. એસ.-ડી. એફ. ટી. નો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે બે પગલાંની પ્રક્રિયામાં થાય છે. પ્રથમ તબક્કામાં, ઓપ્ટિકલ બ્રોડબેન્ડ પલ્સના વર્ણપટને મેળવવાની માહિતી (દા. ત., અસ્થાયી, અવકાશી અથવા રાસાયણિક માહિતી) દ્વારા એન્કોડ કરવામાં આવે છે. આગળના પગલામાં, એન્કોડેડ સ્પેક્ટ્રમને મોટા જૂથ-વેગના ફેલાવા દ્વારા ધીમા અસ્થાયી તરંગ સ્વરૂપમાં મેપ કરવામાં આવે છે. આ તબક્કે તરંગ સ્વરૂપ પૂરતા પ્રમાણમાં ધીમું થઈ ગયું છે જેથી તેને વાસ્તવિક સમયમાં ડિજિટાઇઝ કરી શકાય અને પ્રક્રિયા કરી શકાય. ટાઇમ સ્ટ્રેચ વિના, સિંગલ શોટ વેવફોર્મ્સ એનાલોગથી ડિજિટલ કન્વર્ટર દ્વારા ડિજિટાઇઝ કરવા માટે ખૂબ ઝડપી હશે. ઓપ્ટિકલ ડોમેનમાં અમલમાં મુકાયેલી, આ પ્રક્રિયા વિડિયોમાં ઝડપી ઘટનાઓ જોવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતી ધીમી ગતિ જેવું જ કાર્ય કરે છે. જ્યારે વિડિયો ધીમી ગતિ એ પહેલેથી જ રેકોર્ડ કરેલી ઘટનાને ફરીથી ચલાવવાની એક સરળ પ્રક્રિયા છે, ત્યારે ટી. એસ.-ડી. એફ. ટી. પ્રકાશની ગતિએ અને સંકેત મેળવવામાં આવે તે પહેલાં ધીમી ગતિ કરે છે. જ્યારે જરૂર પડે ત્યારે, ઉત્તેજિત રમન સ્કેટરિંગની પ્રક્રિયા દ્વારા તરંગ સ્વરૂપને એક સાથે ડિસ્પર્સિવ ફાઇબરમાં વિસ્તૃત કરવામાં આવે છે. આ ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફિકેશન થર્મલ અવાજને દૂર કરે છે જે અન્યથા રીઅલ-ટાઇમ ડિટેક્શનમાં સંવેદનશીલતાને મર્યાદિત કરશે. અનુગામી ઓપ્ટિકલ પલ્સ સ્પંદિત લેસરના ફ્રેમ દર પર પુનરાવર્તિત માપન કરે છે. પરિણામે, ઝડપી ગતિશીલ પ્રક્રિયાઓમાંથી માહિતી વહન કરતી સિંગલ શોટ ઓપ્ટિકલ સ્પેક્ટ્રા, ઉચ્ચ ફ્રેમ દરે ડિજિટાઇઝ કરી શકાય છે અને તેનું વિશ્લેષણ કરી શકાય છે. ટાઇમ-સ્ટ્રેચ ડિસ્પર્સિવ ફોરિયર ટ્રાન્સફોર્મરમાં લો-લોસ ડિસ્પર્સિવ ફાઇબર હોય છે જે રમન એમ્પ્લીફાયર પણ છે. રમન ગેઇન બનાવવા માટે, પંપ લેસરોને તરંગલંબાઇ-વિભાજન મલ્ટિપ્લેક્સર્સ દ્વારા ફાઇબરમાં જોડવામાં આવે છે, જેમાં બ્રોડબેન્ડ અને ફ્લેટ ગેઇન પ્રોફાઇલ બનાવવા માટે પસંદ કરેલા પંપ લેસરોની તરંગલંબાઇ હોય છે જે બ્રોડબેન્ડ ઓપ્ટિકલ પલ્સના વર્ણપટને આવરી લે છે. રમન એમ્પ્લીફિકેશનને બદલે, એર્બિયમ ડોપ્ડ ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફાયર અથવા સેમિકન્ડક્ટર ઓપ્ટિકલ એમ્પ્લીફાયર જેવા અલગ એમ્પ્લીફાયરને ડિસ્પર્સિવ ફાઇબરની સામે મૂકી શકાય છે. જો કે, રમન એમ્પ્લીફિકેશનની વિતરિત પ્રકૃતિ અવાજ ગુણોત્તરમાં શ્રેષ્ઠ સંકેત પ્રદાન કરે છે. ડિસ્પર્સિવ ફોરિયર ટ્રાન્સફોર્મ વાઈડબેન્ડ એ/ડી રૂપાંતરણ (અલ્ટ્રા વાઈડબેન્ડ એનાલોગથી ડિજિટલ કન્વર્ટર્સ) માટે સક્ષમ તકનીક સાબિત થયું છે અને તેનો ઉપયોગ ઉચ્ચ-થ્રુપુટ રીઅલ-ટાઇમ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી અને ઇમેજિંગ (સીરીયલ ટાઇમ-એન્કોડેડ એમ્પ્લિફાઇડ માઇક્રોસ્કોપી (સ્ટીમ)) માટે પણ થાય છે. ફેઝ સ્ટ્રેચ ટ્રાન્સફોર્મ અથવા પી. એસ. ટી. એ સિગ્નલ અને ઇમેજ પ્રોસેસિંગ માટેનો કોમ્પ્યુટેશનલ અભિગમ છે. તેની ઉપયોગિતાઓમાંની એક સુવિધા લક્ષણ શોધ અને વર્ગીકરણ માટે છે. ફેઝ સ્ટ્રેચ ટ્રાન્સફોર્મ એ ટાઇમ સ્ટ્રેચ ડિસ્પર્સિવ ફોરિયર ટ્રાન્સફોર્મ પરના સંશોધનનું સ્પિન-ઓફ છે. તે એન્જિનિયર્ડ 3D ડિસ્પર્સિવ પ્રોપર્ટી (રીફ્રેક્ટિવ ઇન્ડેક્સ) સાથે ડિફ્રેક્ટિવ માધ્યમ દ્વારા પ્રસારનું અનુકરણ કરીને છબીને પરિવર્તિત કરે છે. સ્પેક્ટ્રલ ઘોંઘાટનું રીઅલ-ટાઇમ સિંગલ-શોટ વિશ્લેષણ તાજેતરમાં, પી. ટી. એસ. નો ઉપયોગ રેસામાં ઓપ્ટિકલ બિન-રેખીયતાના અભ્યાસ માટે કરવામાં આવ્યો છે. ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમોની સ્ટોકેસ્ટિક પ્રકૃતિનો અભ્યાસ કરવા માટે સ્પેક્ટ્રલ અને ટેમ્પોરલ બંને ડોમેન્સમાં સહસંબંધ ગુણધર્મો સિંગલ-શોટ PTS ડેટા પરથી તારવી શકાય છે. એટલે કે, અત્યંત બિન-રેખીય ફાઇબરમાં મોડ્યુલેશન અસ્થિરતા અને સુપરકોન્ટિયમ પેઢીનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. ફ્રીક્વન્સી સ્પેક્ટ્રમ લીસ્ટ-સ્ક્વેર સ્પેક્ટ્રલ એનાલિસિસ ટાઇમ સ્ટ્રેચ એનાલોગ-ટુ-ડિજિટલ કન્વર્ટર સીરીયલ ટાઇમ-એન્કોડેડ એમ્પ્લિફાઇડ માઇક્રોસ્કોપી સંદર્ભો ફોટોનિક્સ પણ જુઓ.