Chirped Pulse Amplification (CPA) adalah teknik optik, pemenang Hadiah Nobel 2018 dalam fisika, yang digunakan untuk memproduksi pulsa laser pendek pada intensitas yang cukup tinggi sehingga media penguatan akan menghancurkan dirinya sendiri melalui fenomena nonlinier jika mencoba memperkuat pulsa langsung, dengan mengapit penguat antara tandu pulsa dan kompresor.
Adalah cerita rakyat umum dalam optik bahwa teknik ini awalnya dikembangkan untuk penguatan sinyal radar di suatu tempat di awal jangkauan sejarah elektronik, dan itu masuk akal bahwa jika Anda memiliki amplifier tabung vakum yang rapuh atau sesuatu, Anda dapat menukar kisi-kisi difraksi optik untuk pandu gelombang mikro dispersif yang tepat, atau apa pun yang mereka gunakan pada tahun enam puluhan, dan akan sangat membantu melindungi elektronik sensitif dari penggorengan.
Untuk mencoba dan melampaui pemahaman yang samar-samar itu, saya mencoba untuk melihat dengan tepat masalah amplifikasi radar apa yang menjadi target dari kerja regangan-perkuat-kompres yang asli (Saya tidak yakin apakah nama CPA sudah digunakan selama pengembangannya. , bahkan apakah itu benar-benar digunakan untuk menggambarkan sistem seperti itu dalam konteks elektronik), apa yang digunakan untuk elektronik ketika membuat lompatan ke optik pada tahun 1985, dan lebih umum seperti apa sejarah perkembangannya. Namun, ada beberapa sisi kasar saya tidak begitu yakin dan saya berharap SE ini adalah tempat yang bagus untuk bertanya tentang mereka.
Kertas BPA asli,
Kompresi pulsa optik berkicau diperkuat. D. Strickland dan G. Mourou. Optik Comms. 55 , 447 (1985) .
mengakui bahwa teknik ini analog dengan solusi yang sudah digunakan dalam radar, dan mengirimkan pembaca ke ulasan ramah pemula di
Radar-array bertahap. E. Brookner. Scientific American 252 , Februari 1985, hlm. 94-102. .
tapi ini sedikit jalan buntu bibliografi karena tidak memiliki referensi. Secara khusus, saya dikejutkan oleh fakta bahwa teknik memiliki perbedaan yang signifikan.
Dalam optik, kami ingin memiliki pulsa pendek dan kami ingin membuatnya kuat. Ini kemudian memungkinkan kita untuk menyelidiki fenomena optik nonlinier, yang dapat mencapai beberapa derajat yang cukup ekstrim . Ini berarti kita perlu mengompres nadi sebelum kita menggunakannya untuk melakukan apa pun yang kita inginkan.
Di dalam deskripsi Strickland dan Brookner, di sisi lain, jelas bahwa elektronik hanya benar-benar peduli tentang mengompresi pulsa sebelum analisis terakhirnya, dan bahwa sistem sangat senang dengan mengeluarkan pulsa yang tidak terkompresi untuk berinteraksi dengan pesawat atau grapefruit apa pun objek logam berukuran 'di luar sana, dan melakukan kompresi sesudahnya.
Pandangan ini ditekankan oleh laporan Rochester yang lebih mudah diakses,
Ulasan LLE , Laporan Triwulan, Oktober-Desember 1985 . Laboratorium untuk Laser Energi, Rochester, NY. §3B, hlm. 42-46 .
Mencoba sedikit lebih detail, saya jadi sedikit bingung. Wikipedia merujuk pembaca yang tertarik ke review dari tahun 1960, setelah teknologi itu telah diklasifikasikan,
Pulse Compression-Key untuk Transmisi Radar yang Lebih Efisien. Masak CE. Proc IRE 48 , 310 (1960) .
tetapi saya berjuang untuk memahami apa masalah yang mereka coba selesaikan. Dari pengantar Cook,
Dalam kebanyakan kasus, permintaan untuk meningkatkan jangkauan deteksi belum mengorbankan persyaratan taktis normal untuk jumlah minimum tertentu dari kemampuan penyelesaian jangkauan. Menghadapi situasi ini, perancang tabung radar telah dipaksa untuk berkonsentrasi pada peningkatan kekuatan puncak tabung mereka, karena pertimbangan taktis tidak diizinkan memperluas jangkauan deteksi dengan meningkatkan daya rata-rata dengan menggunakan pulsa yang ditransmisikan lebih luas. Akibatnya, dalam banyak situasi, tabung bertenaga tinggi digunakan secara tidak efisien sejauh menyangkut daya rata-rata. Untuk mengimbangi inefisiensi ini, para insinyur telah mengembangkan teknik integrasi pasca-deteksi untuk memperluas jangkauan deteksi radar. Teknik-teknik ini juga menyebabkan inefisiensi lebih lanjut sejauh penggunaan daya rata-rata total yang tersedia dipertimbangkan.
Tidak jelas di sini apa 'persyaratan taktis' yang dipertaruhkan di sini, dan mengapa dan bagaimana dampaknya terhadap lebar pulsa, daya rata-rata, dan persyaratan daya puncak pada sistem.
Paten oleh Dicke dan Darlington agak membantu dalam menentukan apa masalahnya, terutama dengan referensi untuk memicu antena sebagai batas daya puncak pulsa radar baik di dalam amplifier maupun elemen output yang datang setelah itu. (Ini berbeda dengan kasus BPA optik, di mana masalahnya adalah media penguatan laser memiliki ambang intensitas di atas yang efek nonliniernya seperti pemfokusan diri dan filamen laser). akan menghancurkan media penguatan, tetapi tidak apa-apa untuk menyinari pulsa intensitas tinggi di cermin atau elemen 'output' lainnya.) bahwa ada lebih banyak hal yang terjadi di sini yang tidak saya lihat dengan jelas.
Untuk membungkus kumpulan kebingungan ini menjadi beberapa pertanyaan yang lebih konkret:
- Apa persyaratan khusus tentang daya puncak dan rata-rata serta lebar pulsa radar yang dirancang untuk diatasi oleh radar? Apakah ini semata-mata kekhawatiran 'internal' mengenai elektronik, atau adakah tujuan dan batasan eksternal yang sulit dipenuhi?
- Apakah nama 'amplifikasi denyut nadi' pernah digunakan dalam konteks radar?
- Apakah BPA gaya optik - regangkan, perkuat, kompres, dan kemudian gunakan pulsa - digunakan sama sekali dalam aplikasi radar, atau dalam bidang elektronik yang lebih luas?