Four-wave mixing
فور ویو مکسنگ (ایف ڈبلیو ایم) غیر لکیری آپٹکس میں ایک انٹرموڈولیشن رجحان ہے، جس کے تحت دو یا تین طول موج کے درمیان تعاملات سے دو یا ایک نئی طول موج پیدا ہوتی ہے۔ یہ برقی نظام میں تیسرے درجے کے انٹرسیپٹ پوائنٹ سے ملتا جلتا ہے۔ چار لہروں کے اختلاط کا موازنہ معیاری برقی نظاموں میں انٹرموڈولیشن مسخ سے کیا جا سکتا ہے۔ یہ ایک پیرامیٹرک غیر لکیری عمل ہے، جس میں آنے والے فوٹونوں کی توانائی محفوظ رہتی ہے۔ ایف ڈبلیو ایم ایک فیز حساس عمل ہے، جس میں فیز میچنگ کے حالات سے عمل کی کارکردگی بہت زیادہ متاثر ہوتی ہے۔ میکانزم جب تین تعدد (f1، f2، اور f3) غیر لکیری میڈیم میں تعامل کرتی ہیں، تو وہ چوتھی تعدد (f4) کو جنم دیتی ہیں جو واقع فوٹونوں کے بکھرنے سے بنتی ہے، اور چوتھا فوٹون پیدا کرتی ہے۔ ان پٹ f1، f2، اور f3 کو دیکھتے ہوئے، غیر لکیری نظام پیدا کرے گا۔ تین ان پٹ سگنلز کے حساب سے، یہ پایا جاتا ہے کہ 12 مداخلت کرنے والی تعدد پیدا ہوتی ہیں، جن میں سے تین اصل آنے والی تعدد میں سے ایک پر ہوتی ہیں۔ نوٹ کریں کہ یہ تین تعدد جو اصل آنے والی تعدد پر ہوتی ہیں عام طور پر سیلف فیز ماڈیولیشن اور کراس فیز ماڈیولیشن سے منسوب ہوتی ہیں، اور قدرتی طور پر ایف ڈبلیو ایم کے برعکس فیز سے ملتی جلتی ہیں۔ خلاصہ اور فرق تعدد نسل چار لہروں کے اختلاط کی دو عام شکلوں کو مجموعہ تعدد نسل اور فرق تعدد نسل کہا جاتا ہے۔ سم فریکوئنسی جنریشن میں تین فیلڈز ان پٹ ہوتے ہیں اور آؤٹ پٹ تین ان پٹ فریکوئنسیز کے مجموعے پر ایک نیا ہائی فریکوئنسی فیلڈ ہوتا ہے۔ فرق تعدد نسل میں، عام پیداوار دو مائنس تیسرے کا مجموعہ ہے۔ ایف ڈبلیو ایم کی موثر نسل کے لیے ایک شرط فیز میچنگ ہے: چار اجزاء کے متعلقہ کے-ویکٹروں کو جب طیارہ لہریں ہوں تو صفر میں اضافہ کرنا چاہیے۔ یہ اہم ہو جاتا ہے کیونکہ جب اختلاط میڈیا میں گونج کا استحصال کیا جاتا ہے تو مجموعہ اور فرق تعدد کی نسل میں اکثر اضافہ ہوتا ہے۔ بہت سی ترتیبات میں پہلے دو فوٹونوں کا مجموعہ گونج کی حالت کے قریب ٹیون کیا جائے گا۔ تاہم، گونج کے قریب اضطراب کا اشاریہ تیزی سے تبدیل ہوتا ہے اور اس کے اضافے سے چار ہم لکیری کے-ویکٹر بالکل صفر میں اضافہ کرنے میں ناکام ہو جاتے ہیں-اس طرح طویل اختلاط کے راستے کی لمبائی ہمیشہ ممکن نہیں ہوتی ہے کیونکہ چار اجزاء فیز لاک کھو دیتے ہیں۔ نتیجتا، بیم اکثر شدت کے لیے بلکہ اختلاط زون کو مختصر کرنے کے لیے بھی مرکوز ہوتے ہیں۔ گیسی میڈیا میں اکثر نظر انداز کی جانے والی پیچیدگی یہ ہے کہ ہلکی بیم شاذ و نادر ہی طیارہ لہریں ہوتی ہیں لیکن اکثر اضافی شدت کے لیے مرکوز ہوتی ہیں، اس سے فیز میچنگ حالت میں ہر کے ویکٹر میں اضافی پائی فیز شفٹ کا اضافہ ہو سکتا ہے۔ جمع تعدد ترتیب میں اسے پورا کرنا اکثر بہت مشکل ہوتا ہے لیکن یہ فرق تعدد ترتیب میں زیادہ آسانی سے مطمئن ہوتا ہے (جہاں پائی مرحلے کی شفٹ منسوخ ہو جاتی ہے)۔ نتیجے کے طور پر، فرق تعدد عام طور پر سم فریکوئنسی جنریشن کے مقابلے میں زیادہ وسیع پیمانے پر ٹیون ایبل اور سیٹ اپ کرنا آسان ہوتا ہے، جس سے یہ روشنی کے ذریعہ کے طور پر ترجیحی بناتا ہے حالانکہ یہ سم فریکوئنسی جنریشن سے کم کوانٹم موثر ہے۔ سم فریکوئنسی جنریشن کا خاص معاملہ جہاں تمام ان پٹ فوٹونوں کی فریکوئنسی (اور طول موج) ایک جیسی ہوتی ہے وہ تھرڈ ہارمونک جنریشن (ٹی ایچ جی) ہے۔ اگر صرف دو اجزاء تعامل کرتے ہیں تو ڈی جینریٹ فور ویو مکسنگ فور ویو مکسنگ بھی موجود ہے۔ اس صورت میں اصطلاح تین اجزاء کو جوڑتی ہے، اس طرح نام نہاد انحطاط شدہ چار لہروں کا اختلاط پیدا ہوتا ہے، جو تین تعاملی لہروں کے معاملے میں یکساں خصوصیات کو ظاہر کرتا ہے۔ فائبر آپٹک مواصلات میں ایف ڈبلیو ایم کے منفی اثرات ایک فائبر آپٹک خصوصیت ہے جو ویو لینتھ ڈویژن ملٹی پلیکسنگ (ڈبلیو ڈی ایم) سسٹم کو متاثر کرتی ہے، جہاں متعدد آپٹیکل ویو لینتھ مساوی وقفوں یا چینل کے فاصلے پر ہوتے ہیں۔ ایف ڈبلیو ایم کے اثرات طول موج کے چینل کے فاصلے میں کمی (جیسے گھنے ڈبلیو ڈی ایم سسٹمز میں) اور ہائی سگنل پاور کی سطح پر واضح ہوتے ہیں۔ ہائی کرومیٹک ڈسپریشن ایف ڈبلیو ایم کے اثرات کو کم کرتا ہے، کیونکہ سگنلز ہم آہنگی کھو دیتے ہیں، یا دوسرے الفاظ میں، سگنلز کے درمیان فیز کا مطابقت نہیں بڑھتا ہے۔ ڈبلیو ڈی ایم سسٹمز میں ہونے والی مداخلت ایف ڈبلیو ایم کو انٹر چینل کراس اسٹاک کے نام سے جانا جاتا ہے۔ ایف ڈبلیو ایم کو ناہموار چینل کے فاصلے یا فائبر کا استعمال کرکے کم کیا جا سکتا ہے جو بازی کو بڑھاتا ہے۔ خاص صورت کے لیے جہاں تین تعدد انحطاط کے قریب ہیں، تب فرق تعدد کی نظری علیحدگی تکنیکی طور پر مشکل ہو سکتی ہے۔ ایپلی کیشنز ایف ڈبلیو ایم آپٹیکل فیز کنجگیشن، پیرامیٹرک ایمپلیفکیشن، سپر کانٹینیم جنریشن، ویکیوم الٹرا وایلیٹ لائٹ جنریشن اور مائیکرو ریسونٹر پر مبنی فریکوئنسی کنگھی جنریشن میں ایپلی کیشنز تلاش کرتا ہے۔ چار لہر اختلاط پر مبنی پیرامیٹرک یمپلیفائرز اور آسکیلیٹرز تھرڈ آرڈر نان لائنیرٹی کا استعمال کرتے ہیں، جیسا کہ زیادہ تر عام پیرامیٹرک آسکیلیٹرز کے برعکس جو سیکنڈ آرڈر نان لائنیرٹی کا استعمال کرتے ہیں۔ ان کلاسیکی ایپلی کیشنز کے علاوہ، چار لہروں کے اختلاط نے واحد فوٹون، مربوط فوٹون جوڑے، نچوڑی ہوئی روشنی اور الجھے ہوئے فوٹون پیدا کرنے کے لیے کوانٹم آپٹیکل نظام میں امید ظاہر کی ہے۔ آپٹیکل فیز کنجوگیشن، فیز کنجوگیٹ آئینہ سپر کانٹینم جنریشن کیر فریکوئنسی کنگھی آپٹیکل کیر اثر Lugiato-Lefever مساوات حوالہ جات بیرونی لنکس انسائیکلوپیڈیا آف لیزر فزکس اینڈ ٹیکنالوجی غیر لکیری آپٹکس فوٹوونکس فائبر آپٹکس فریکوئنسی مکسرز