SPIE tərəfindən

Stephanie Baum tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Qeyri-kollinear cəm tezlik generasiyasının (QÇG) bədii təsviri: iki infraqırmızı impuls χ² kristalında qarışaraq üç çıxış impulsu (yaşıl) əmələ gətirir, mərkəzi QÇG impulsu isə əsas maraq doğuran çıxışdır. Yuxarıda təmsil olunan neyron şəbəkəsi bu birləşdirilmiş qeyri-xətti qarışdırma prosesini modelləşdirməyi öyrənir. Müəllif: Qreqori Stüart, SLAC Milli Sürətləndirici Laboratoriyası

Ultrasürətli lazer sistemlərinin əsasını təşkil edən qeyri-xətti optik fizikanın simulyasiyası hesablama baxımından çətin bir prosesdir – sürətli geribildirim tələb edən şəraitdə praktik bir maneə. Stanford Universiteti, Kaliforniya Universiteti, Los-Anceles (UCLA) və SLAC Milli Sürətləndirici Laboratoriyasının tədqiqatçıları tərəfindən aparılan bir araşdırma, çətin bir impuls formaları diapazonunda yüksək dəqiqliyi qoruyarkən, ənənəvi simulyasiya metodlarına nisbətən böyüklükdə sürətlənmə təmin edən dərin öyrənmə surroqatını təqdim edir.

İş ikinci dərəcəli qeyri-xətti optikaya (χ² prosesləri) yönəlib, burada işıq dalğaları xüsusi olaraq hazırlanmış kristalların içərisində enerji mübadiləsi apararaq yeni tezliklər və uyğunlaşdırılmış impuls formaları yaradır. Hissəcik sürətləndirici qurğularında bu proseslər əsas rol oynayır. SLAC-ın təkmilləşdirilmiş Linac Koherent İşıq Mənbəyində (LCLS-II) infraqırmızı lazer impulsları əvvəlcə yaşıl işığa, sonra isə ultrabənövşəyi (UB) işığa keçir. UB impulsu katoda dəyən elektron dəstəsini buraxır və sonradan intensiv rentgen impulsları yaratmaq üçün sürətləndirilir və modulyasiya edilir. UB impulsunun zaman forması birbaşa həmin elektron dəstəsinin xüsusiyyətlərinə və nəticədə elm üçün mövcud olan rentgen şüalarının keyfiyyətinə təsir göstərir.

Bu prosesin mərkəzində olan qeyri-xətti χ² tezlik çevrilməsi mərhələsi üçün surroqat model Advanced Photonics- də təqdim olunur .

Standart simulyasiya yanaşması — hər yayılma mərhələsində zaman və tezlik domeni əməliyyatları arasında növbələşən bölünmüş addımlı Furye metodundan (SSFM) istifadə edərək qeyri-xətti Şrödinger tənliyinin ədədi həlli — dəqiq, lakin yavaşdır və tam lazer simulyasiyasında ümumi işləmə müddətinin təxminən 95%-ni təşkil edir.

Fiber optikada impuls yayılmasına təkrarlanan neyron şəbəkələrinin tətbiqi ilə bağlı əvvəlki işlərdən ilhamlanan komanda, daha ümumiləşdirilmiş, çoxsahəli χ² qəbulu üçün uyğunlaşdırılmış LSTM (uzun qısamüddətli yaddaş) surroqatı hazırladı. Geniş impuls formaları arasında eyni vaxtda inkişaf edən üç birləşdirilmiş optik sahəni əhatə edən qeyri-kollinear SFG, ciddi və geniş mənada müvafiq sınaq platforması kimi xidmət edir. Əsas dizayn seçimi, SSFM-i bahalı edən təkrarlanan domen transformasiyalarından qaçınmaqla tamamilə sıxılmış tezlik domeni təmsilçiliyində işləmək idi.

Surroqat, spektral dəliklər və güclü faz modulyasiyası olan hallar da daxil olmaqla, geniş impuls formalaşma şərtləri daxilində zaman və spektral profilləri dəqiq şəkildə yenidən qurur. Toplu GPU nəticəsi ilə işləyərkən, hər nümunə üçün orta simulyasiya müddəti bir neçə millisaniyədə düşür – ənənəvi metodlardan dəfələrlə daha sürətli. Xüsusilə, model qarşılıqlı təsirin qlobal birləşdirilmiş dinamikasını əks etdirir: Əsas SFG çıxışı yaxşı proqnozlaşdırıldıqda, ikinci dərəcəli sahələr də bir-birinə yaxın olmağa meyllidir.

Bu işin daha geniş məqsədi bu cür surroqatların eksperimental lazer sistemləri ilə inteqrasiyasıdır. Fərdi fiziki proseslərin hər birinin təlim keçmiş surroqat bloku ilə təmsil olunduğu modul çərçivə, birbaşa aparılan təcrübələrlə birləşdirilmiş proqnozlaşdırıcı modellərə işarə edir.

Gələcəyə baxdıqda, sürətli maşın öyrənmə surroqatlarını birbaşa təcrübələrlə əlaqələndirmək, tam rəqəmsal əkiz inkişafı, adaptiv nəzarət və lazerlə idarə olunan müxtəlif qurğularda sonrakı diaqnostika ilə daha sıx inteqrasiya kimi tətbiqlərə qapı açır.

Nəşr detalları

Jack Hirschman və digərləri, χ(2) qeyri-xətti optika üçün dərin öyrənmə ilə dəstəklənən modelləşdirmə, Advanced Photonics (2026). DOI: 10.1117/1.ap.8.3.036004

Jurnal məlumatı: Qabaqcıl Fotonika 

Əsas anlayışlar

Optika və lazerlərSürətləndirici alt sistemlərLazer sistemləriQeyri-xətti dalğalar

SPIE tərəfindən təmin edilib Bu hekayənin arxasında kim dayanır?

Stefani Baum

The New School-dan TESOL üzrə magistr dərəcəsi. Dil öyrənməyə və biologiya və kosmik tədqiqatlarla bağlı elmi xəbərləri redaktə etməyə həvəslidir. Tam profil →

Robert Egan

Riyazi biologiya üzrə bakalavr, yaradıcı yazı üzrə magistr dərəcəsi. Elm və dilə dair unikal perspektivləri olan çox səyahət etmişəm. Tam profil →

Daha ətraflı araşdırın

Neyron şəbəkəsi fizika təcrübələri üçün attosaniyəli işıq impulslarının tənzimlənməsini sürətləndirir