Time-stretch analog-to-digital converter
டைம்-ஸ்ட்ரெட்ச் அனலாக்-டு-டிஜிட்டல் கன்வெர்ட்டர் (டிஎஸ்-ஏடிசி), டைம்-ஸ்ட்ரெட்ச் மேம்பட்ட ரெக்கார்டர் (டிஐஎஸ்இஆர்) என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, இது ஒரு அனலாக்-டு-டிஜிட்டல் கன்வெர்ட்டர் (ஏடிசி) அமைப்பாகும், இது வழக்கமான மின்னணு ஏடிசிகளால் பிடிக்க முடியாத மிக உயர்ந்த அலைவரிசை சமிக்ஞைகளை டிஜிட்டல் மயமாக்கும் திறனைக் கொண்டுள்ளது. மாற்றாக, இது ஃபோட்டோனிக் டைம்-ஸ்ட்ரெட்ச் (பி. டி. எஸ்) டிஜிடைசர் என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் இது ஆப்டிகல் ஃப்ரான்டெண்டைப் பயன்படுத்துகிறது. இது நேர நீட்டிப்பு செயல்முறையை நம்பியுள்ளது, இது ஒரு நிலையான மின்னணு ஏடிசியால் டிஜிட்டல் மயமாக்கப்படுவதற்கு முன்பு அனலாக் சமிக்ஞையை சரியான நேரத்தில் (அல்லது அதன் அலைவரிசையை சுருக்குகிறது) திறம்பட குறைக்கிறது. பின்னணி மிக அதிவேக அனலாக்-டு-டிஜிட்டல் கன்வெர்ட்டர்களுக்கு (ஏடிசி) பெரும் தேவை உள்ளது, ஏனெனில் அவை ஆய்வகங்களிலும் அதிவேக தரவு தகவல்தொடர்பு அமைப்புகளிலும் சோதனை மற்றும் அளவீட்டு உபகரணங்களுக்கு தேவைப்படுகின்றன. பெரும்பாலான ஏடிசிகள் முற்றிலும் மின்னணு சுற்றுகளை அடிப்படையாகக் கொண்டவை, அவை வரையறுக்கப்பட்ட வேகத்தைக் கொண்டுள்ளன மற்றும் நிறைய குறைபாடுகளைச் சேர்க்கின்றன, டிஜிட்டல் மயமாக்கக்கூடிய சமிக்ஞைகளின் அலைவரிசையையும் அடையக்கூடிய சமிக்ஞை-க்கு-சத்தம் விகிதத்தையும் கட்டுப்படுத்துகின்றன. டிஎஸ்-ஏடிசியில், அனலாக் சமிக்ஞையை நேரத்தை நீட்டிப்பதன் மூலம் இந்த வரம்பு கடக்கப்படுகிறது, இது டிஜிட்டல் மயமாக்கலுக்கு முந்தைய நேரத்தில் சமிக்ஞையை திறம்பட குறைக்கிறது. அவ்வாறு செய்வதன் மூலம், சமிக்ஞையின் அலைவரிசை (மற்றும் கேரியர் அதிர்வெண்) சுருக்கப்படுகிறது. அசல் சமிக்ஞையை டிஜிட்டல் மயமாக்க மிகவும் மெதுவாக இருந்த மின்னணு ஏடிசிகள் இப்போது இந்த மெதுவான சமிக்ஞையைப் பிடிக்கவும் செயலாக்கவும் பயன்படுத்தப்படலாம். செயல்பாட்டுக் கோட்பாடு நேர-நீட்சி செயலி, இது பொதுவாக ஒரு ஒளியியல் முன் முனை, சரியான நேரத்தில் சமிக்ஞையை நீட்டிக்கிறது. இது ஒரு வடிப்பானைப் பயன்படுத்தி சமிக்ஞையை பல பிரிவுகளாகப் பிரிக்கிறது, எடுத்துக்காட்டாக, ஒரு அலைநீளம்-பிரிவு மல்டிபிளெக்சிங் (டபிள்யூ. டி. எம்) வடிகட்டி, அசல் அனலாக் சமிக்ஞை பிரிவுகளின் நீட்டப்பட்ட பிரதி நீட்டிக்கப்பட்ட பிறகு ஒருவருக்கொருவர் ஒன்றுடன் ஒன்று இருப்பதை உறுதி செய்கிறது. நேரம் நீட்டிக்கப்பட்ட மற்றும் மெதுவான சமிக்ஞை பிரிவுகள் பின்னர் மெதுவான மின்னணு ஏடிசிகளால் டிஜிட்டல் மாதிரிகளாக மாற்றப்படுகின்றன. இறுதியாக, இந்த மாதிரிகள் டிஜிட்டல் சிக்னல் செயலி (டிஎஸ்பி) மூலம் சேகரிக்கப்பட்டு, வெளியீட்டு தரவு அசல் அனலாக் சமிக்ஞையின் டிஜிட்டல் பிரதிநிதித்துவமாக இருக்கும் வகையில் மறுசீரமைக்கப்படுகின்றன. நேர நீட்டிப்பு முன் செயலி மூலம் சமிக்ஞையில் சேர்க்கப்பட்ட எந்தவொரு விலகலும் டி. எஸ். பி. யால் அகற்றப்படுகிறது. நேர நீட்டிப்பின் இந்த செயல்முறையை நிறைவேற்ற ஒளியியல் முன் முனை பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஒரு அல்ட்ராஷார்ட் ஆப்டிகல் துடிப்பு (பொதுவாக 100 முதல் 200 ஃபெம்டோசெகண்ட் நீளம்), இது ஒரு பரந்த ஆப்டிகல் அலைவரிசையைக் கொண்ட சூப்பர்காண்டினியம் துடிப்பு என்றும் அழைக்கப்படுகிறது, இது அதிக சிதறல் ஊடகத்தில் (சிதறல் ஈடுசெய்யும் நார் போன்றவை) சிதறடிப்பதன் மூலம் நேரத்தை நீட்டிக்கிறது. இந்த செயல்முறை நீட்டிக்கப்பட்ட துடிப்பில் (கிட்டத்தட்ட) நேரியல் நேரத்திலிருந்து அலைநீளம் வரைபடத்தை விளைவிக்கிறது, ஏனெனில் வெவ்வேறு அலைநீளங்கள் சிதறல் ஊடகத்தில் வெவ்வேறு வேகத்தில் பயணிக்கின்றன. பெறப்பட்ட துடிப்பு ஒரு கிளர்ச்சி துடிப்பு என்று அழைக்கப்படுகிறது, ஏனெனில் அதன் அதிர்வெண் காலப்போக்கில் மாறுகிறது, மேலும் இது பொதுவாக ஒரு சில நானோ விநாடிகள் நீளமானது. அனலாக் சமிக்ஞை ஒரு எலக்ட்ரோ-ஆப்டிக் தீவிரம் மாடுலேட்டரைப் பயன்படுத்தி இந்த கிண்டல் துடிப்பில் மாற்றியமைக்கப்படுகிறது. அதைத் தொடர்ந்து, பண்பேற்றப்பட்ட துடிப்பு இரண்டாவது சிதறல் ஊடகத்தில் மேலும் நீட்டிக்கப்படுகிறது, இது மிக அதிக சிதறல் மதிப்பைக் கொண்டுள்ளது. இறுதியாக, இந்த பெறப்பட்ட ஒளியியல் துடிப்பு ஒரு ஒளி கண்டறிதல் மூலம் மின் களமாக மாற்றப்படுகிறது, இது அசல் அனலாக் சமிக்ஞையின் நீட்டிக்கப்பட்ட பிரதி கொடுக்கிறது. தொடர்ச்சியான செயல்பாட்டிற்கு, சூப்பர் கான்டினியம் துடிப்புகளின் ரயில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. எலக்ட்ரோ-ஆப்டிக் மாடுலேட்டருக்கு வரும் கிண்டல் துடிப்புகள் போதுமான அகலமாக (சரியான நேரத்தில்) இருக்க வேண்டும், இதனால் ஒரு துடிப்பின் பின்தங்கிய விளிம்பு அடுத்த துடிப்பின் முன்னணி விளிம்பை ஒன்றுடன் ஒன்று இணைக்கிறது. பிரிவினைக்கு, ஒளியியல் வடிப்பான்கள் இரண்டாவது சிதறல் ஊடகத்தின் வெளியீட்டில் சமிக்ஞையை பல அலைநீள சேனல்களாக பிரிக்கின்றன. ஒவ்வொரு சேனலுக்கும், ஒரு தனி ஃபோட்டோடிடெக்டர் மற்றும் பேக்எண்ட் எலக்ட்ரானிக் ஏடிசி பயன்படுத்தப்படுகிறது. இறுதியாக இந்த ஏடிசிகளின் வெளியீடு டிஎஸ்பிக்கு அனுப்பப்படுகிறது, இது விரும்பிய டிஜிட்டல் வெளியீட்டை உருவாக்குகிறது. ஃபோட்டோனிக் டைம்-ஸ்ட்ரெட்ச் (பி. டி. எஸ்) அமைப்பின் உந்துவிசை பதில் பி. டி. எஸ் செயலி கேபிள் டிவி விநியோகத்தில் பயன்படுத்தப்படும் சிறப்பு அனலாக் ஆப்டிகல் (அல்லது மைக்ரோவேவ் ஃபோட்டோனிக்) ஃபைபர் இணைப்புகளை அடிப்படையாகக் கொண்டது. வழக்கமான அனலாக் ஒளியியல் இணைப்புகளில் நார் சிதறல் ஒரு தொந்தரவாக இருந்தாலும், நேர-நீட்சி நுட்பம் ஒளியியல் களத்தில் மின் அலைவடிவத்தை மெதுவாக்க அதை பயன்படுத்துகிறது. கேபிள் டிவி இணைப்பில், ஒளி ஆதாரம் ஒரு தொடர்ச்சியான அலை (சி. டபிள்யூ) லேசர் ஆகும். பி. டி. எஸ்ஸில், மூலமானது ஒரு கிளர்ச்சியான துடிப்பு லேசர் ஆகும். ஒரு வழக்கமான அனலாக் ஒளியியல் இணைப்பில், சிதறல் மேல் மற்றும் கீழ் பண்பேற்ற பக்கப்பட்டைகள், ஒளியியல் ± ஒளிவிலகல், தொடர்புடைய கட்டத்தில் நழுவ காரணமாகிறது. சில அதிர்வெண்களில், ஒளியியல் கேரியருடன் அவற்றின் துடிப்புகள் அழிவுகரமாக தலையிட்டு, அமைப்பின் அதிர்வெண் பதிலில் பூஜ்யங்களை உருவாக்குகின்றன. நடைமுறை அமைப்புகளுக்கு முதல் பூஜ்யம் பத்து ஜிகாஹெர்ட்ஸ் ஆகும், இது ஆர்வமுள்ள பெரும்பாலான மின் சமிக்ஞைகளைக் கையாள போதுமானது. சிதறல் அபராதம் நேர-நீட்சி அமைப்பின் உந்துவிசை பதிலில் (அல்லது அலைவரிசை) ஒரு அடிப்படை வரம்பை வைக்கிறது என்று தோன்றினாலும், அதை அகற்ற முடியும். சிதறல் அபராதம் ஒற்றை-பக்கவாட்டு பண்பேற்றத்துடன் மறைந்துவிடும். மாற்றாக, இரண்டு ஆண்டெனாக்கள் வயர்லெஸ் தகவல்தொடர்புகளில் இடஞ்சார்ந்த பூஜ்யங்களை அகற்ற முடியும் போலவே, சிதறல் அபராதத்தை அகற்ற மாடுலேட்டரின் இரண்டாம் நிலை (தலைகீழ்) வெளியீட்டு துறைமுகத்தைப் பயன்படுத்தலாம் (எனவே வைஃபை அணுகல் புள்ளியின் மேல் இரண்டு ஆண்டெனாக்கள் உள்ளன). இந்த அமைப்பு கட்ட-பன்முகத்தன்மை என்று அழைக்கப்படுகிறது. அதிகபட்ச விகித ஒருங்கிணைப்பு (எம். ஆர். சி) வழிமுறையைப் பயன்படுத்தி நிரப்பு வெளியீடுகளை இணைப்பது அதிர்வெண் களத்தில் தட்டையான பதிலுடன் ஒரு பரிமாற்ற செயல்பாட்டை விளைவிக்கிறது. எனவே, நேர-நீட்டிப்பு அமைப்பின் உந்துவிசை பதில் (அலைவரிசை) எலக்ட்ரோ-ஆப்டிக் மாடுலேட்டரின் அலைவரிசையால் மட்டுமே வரையறுக்கப்படுகிறது, இது சுமார் 120 ஜிகாஹெர்ட்ஸ் ஆகும்-இது ஆர்வமுள்ள பெரும்பாலான மின் அலைவடிவங்களைப் பிடிக்க போதுமான மதிப்பாகும். நீண்ட நீள இழைகளைப் பயன்படுத்தி மிகப் பெரிய நீட்சி காரணிகளைப் பெறலாம், ஆனால் பெரிய இழப்பின் செலவில்-சிதறல் இழைக்குள் ராமன் பெருக்கத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் சமாளிக்கப்பட்ட ஒரு சிக்கல், இது உலகின் மிக விரைவான நிகழ்நேர டிஜிட்டல் மயமாக்கிக்கு வழிவகுக்கிறது. மேலும், பி. டி. எஸ்ஸைப் பயன்படுத்தி, 10-கிகா ஹெர்ட்ஸ் அலைவரிசை வரம்பில் உலக சாதனை தெளிவுத்திறனுடன் மிக அதிக அதிர்வெண் சமிக்ஞைகளைப் பிடிக்க முடிந்தது. டைம் லென்ஸ் இமேஜிங்குடன் ஒப்பீடு மற்றொரு நுட்பம், டைம் லென்ஸைப் பயன்படுத்தி டெம்போரல் இமேஜிங், சரியான நேரத்தில் (பெரும்பாலும் ஆப்டிகல்) சமிக்ஞைகளை மெதுவாக்க பயன்படுத்தப்படலாம். டைம்-லென்ஸ் கருத்து இடஞ்சார்ந்த விலகல் மற்றும் தற்காலிக சிதறல் ஆகியவற்றுக்கு இடையிலான கணித சமநிலையை நம்பியுள்ளது, இது ஸ்பேஸ்-டைம் டூயலிட்டி என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒரு பொருளிலிருந்து தூரத்தில் வைத்திருக்கும் லென்ஸ் அந்த பொருளின் உருப்பெருக்கம் செய்யப்பட்ட படத்தை உருவாக்குகிறது. லென்ஸ் ஒளியியல் அலைகளின் இடஞ்சார்ந்த அதிர்வெண் கூறுகளுக்கு ஒரு இருபடி கட்ட மாற்றத்தை வழங்குகிறது; இலவச விண்வெளி பரப்புதலுடன் (லென்ஸுக்கு பொருள், கண்ணுக்கு லென்ஸ்) இணைந்து, இது ஒரு பெரிதாக்கப்பட்ட படத்தை உருவாக்குகிறது. பாராக்சியல் விலகல் மற்றும் தற்காலிக சிதறல் ஆகியவற்றுக்கு இடையிலான கணித சமநிலையின் காரணமாக, ஒரு ஒளியியல் அலைவடிவத்தை மூன்று-படி செயல்முறையால் தற்காலிகமாக படம்பிடிக்க முடியும், இது நேரத்தின் இருபடி (நேர லென்ஸ் தானே) ஒரு கட்ட மாற்றத்திற்கு உட்படுத்தப்பட்டு, அதை மீண்டும் சிதறடிக்கிறது. கோட்பாட்டளவில், இரண்டு சிதறல் கூறுகளும் கட்ட மாற்றமும் கிளாசிக் லென்ஸ் சமன்பாட்டின் தற்காலிக சமன்பாட்டை திருப்திப்படுத்தும் போது ஒரு குறிப்பிட்ட நிபந்தனையின் கீழ் ஒரு கவனம் செலுத்தப்பட்ட பிறழ்வு இல்லாத படம் பெறப்படுகிறது. மாற்றாக, அலைவடிவத்தின் தற்காலிக சுயவிவரத்தை நிறமாலை களத்திற்கு மாற்ற இரண்டாவது சிதறல் உறுப்பு இல்லாமல் நேர லென்ஸைப் பயன்படுத்தலாம், இது ஒரு சாதாரண லென்ஸ் அதன் மைய புள்ளிகளில் ஒரு பொருளின் இடஞ்சார்ந்த ஃபோரியர் உருமாற்றத்தை உருவாக்கும் பண்புக்கு ஒத்ததாகும். டைம்-லென்ஸ் அணுகுமுறைக்கு மாறாக, பி. டி. எஸ் என்பது ஸ்பேஸ்-டைம் டூயலிட்டியை அடிப்படையாகக் கொண்டதல்ல-உள்ளீட்டு அலைவடிவத்தின் பிழை இல்லாத மெதுவான பதிப்பைப் பெற திருப்தி அடைய வேண்டிய லென்ஸ் சமன்பாடு எதுவும் இல்லை. டைம்-ஸ்ட்ரெட்ச் நுட்பம் தொடர்ச்சியான நேர கையகப்படுத்தல் செயல்திறனையும் வழங்குகிறது, இது ஊசலாட்டங்களின் பிரதான பயன்பாடுகளுக்குத் தேவையான ஒரு அம்சமாகும். இரண்டு நுட்பங்களுக்கும் இடையிலான மற்றொரு முக்கியமான வேறுபாடு என்னவென்றால், நேர லென்ஸுக்கு மேலும் செயலாக்கத்திற்கு முன் உள்ளீட்டு சமிக்ஞை அதிக அளவு சிதறலுக்கு உட்படுத்தப்பட வேண்டும். மின் அலைவடிவங்களைப் பொறுத்தவரை, தேவையான பண்புகளைக் கொண்ட மின்னணு சாதனங்கள்ஃ (1) இழப்பு விகிதத்திற்கு அதிக சிதறல், (2) சீரான சிதறல் மற்றும் (3) பரந்த அலைவரிசைகள் இல்லை. இது அகலப்பட்டை மின் அலைவடிவங்களை மெதுவாக்குவதற்கு நேர லென்ஸை பொருத்தமானதாக இல்லை. இதற்கு மாறாக, பி. டி. எஸ்-க்கு அத்தகைய தேவை இல்லை. இது குறிப்பாக மின் அலைவடிவங்களை மெதுவாக்கவும், அதிவேக டிஜிட்டல் கருவிகளை இயக்கவும் உருவாக்கப்பட்டது. கட்ட நீட்சி உருமாற்றத்துடன் தொடர்பு கட்ட நீட்சி உருமாற்றம் அல்லது பிஎஸ்டி என்பது சமிக்ஞை மற்றும் பட செயலாக்கத்திற்கான ஒரு கணக்கீட்டு அணுகுமுறையாகும். அதன் பயன்பாடுகளில் ஒன்று அம்சத்தைக் கண்டறிதல் மற்றும் வகைப்படுத்தல் ஆகும். கட்ட நீட்சி உருமாற்றம் என்பது நேர நீட்சி சிதறல் ஃபோரியர் உருமாற்றம் குறித்த ஆராய்ச்சியின் ஒரு சுழற்சியாகும். இது வடிவமைக்கப்பட்ட 3டி சிதறல் பண்புடன் (ஒளிவிலகல் குறியீடு) ஒரு விலகல் ஊடகத்தின் மூலம் பரப்புதலைப் பின்பற்றுவதன் மூலம் படத்தை மாற்றுகிறது. அகலப்பட்டை ஏ/டி மாற்றத்துடன் கூடுதலாக, ஃபோட்டோனிக் டைம்-ஸ்ட்ரெட்ச் (பி. டி. எஸ்) என்பது இமேஜிங் மற்றும் ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி போன்ற உயர்-செயல்திறன் நிகழ்நேர கருவிகளுக்கான ஒரு தொழில்நுட்பமாகும். அதிவேக கட்ட நுண்ணோக்கியை எளிதாக்கிய முதல் செயற்கை நுண்ணறிவு, கட்டம் மற்றும் தீவிர இடஞ்சார்ந்த சுயவிவரங்களை ஒரே நேரத்தில் அளவிடுவதன் மூலம் இரத்த அணுக்களில் இருந்து புற்றுநோய் உயிரணுக்களின் நோயறிதல் துல்லியத்தை மேம்படுத்த நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. சீரியல் டைம்-என்கோடட் ஆம்ப்ளிஃபைட் மைக்ரோஸ்கோபி (ஸ்டீம்) என்று அழைக்கப்படும் உலகின் மிக விரைவான ஆப்டிகல் இமேஜிங் முறை பி. டி. எஸ் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி ஒற்றை-பிக்சல் ஃபோட்டோடிடெக்டர் மற்றும் வணிக ரீதியான ஏடிசியைப் பயன்படுத்தி படத்தைப் பெறுகிறது. அலைநீளம்-நேர ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி, இது ஃபோட்டோனிக் நேர-நீட்சி நுட்பத்தையும் நம்பியுள்ளது, வேகமாக வளர்ந்து வரும் அல்லது ஏற்ற இறக்கமான ஸ்பெக்ட்ராவின் நிகழ்நேர ஒற்றை-ஷாட் அளவீடுகளை அனுமதிக்கிறது. நேர நீட்சி அளவு கட்ட இமேஜிங் (டிஎஸ்-க்யூபிஐ) என்பது கட்டம் மற்றும் தீவிரம் இடஞ்சார்ந்த சுயவிவரங்களை ஒரே நேரத்தில் அளவிடுவதற்கான நேர-நீட்சி தொழில்நுட்பத்தை அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒரு இமேஜிங் நுட்பமாகும். நேரம் நீட்டிக்கப்பட்ட இமேஜிங்கில், பொருளின் இடஞ்சார்ந்த தகவல்கள் லேசர் துடிப்புகளின் நிறமாலையில் துணை நானோ விநாடிகளின் துடிப்பு காலத்திற்குள் குறியிடப்படுகின்றன. கேமராவின் ஒரு சட்டகத்தைக் குறிக்கும் ஒவ்வொரு துடிப்பும் பின்னர் நேரத்திற்கு நீட்டிக்கப்படுகிறது, இதனால் அதை மின்னணு அனலாக்-டு-டிஜிட்டல் கன்வெர்ட்டர் (ஏடிசி) மூலம் நிகழ்நேரத்தில் டிஜிட்டல் மயமாக்க முடியும். அதிவேக துடிப்பு வெளிச்சம் மங்கலான-இல்லாத இமேஜிங்கை அடைய அதிவேக செல்கள் அல்லது ஓட்டத்தில் உள்ள துகள்களின் இயக்கத்தை உறைய வைக்கிறது. குறிப்புகள் மேலும் வாசிப்பு ஜி. சி. பள்ளத்தாக்கு, "ஃபோட்டோனிக் அனலாக்-டு-டிஜிட்டல் கன்வெர்ட்டர்கள்", தேர்ந்தெடுக்கவும். எக்ஸ்பிரஸ், தொகுதி. 15, இல்லை. 5, பக். 1955-1982, மார்ச் 2007. உடனடி அகலப்பட்டை மாற்றத்திற்கான ஃபோட்டோனிக் அலைவரிசை சுருக்கம் (PHOBIAC) திட்டம். அல்ட்ரா வைட் பேண்ட் சிக்னல்களின் நேர-அதிர்வெண் பகுப்பாய்விற்கான குறுகிய கால ஃபோரியர் உருமாற்றம் ஃபோட்டோனிக்ஸ் அனலாக் சர்க்யூட்கள் ஆப்டிகல் சாதனங்கள் ஃபைபர்-ஆப்டிக் தகவல்தொடர்புகள் மின்னணு பொறியியல் அளவீட்டு கருவிகள்