सुपरकॉन्टिनम

प्रकाशिकी में, एक अतिसातत्यक तब बनता है जब गैर रेखीय प्रक्रियाओं का एक संग्रह स्पंदितकिरण पर एक साथ कार्य करता है ताकि मूल स्पंदित किरण के गंभीर वर्णक्रमीय विस्तार का कारण बन सके, उदाहरण के लिए एक सूक्ष्म संरचित प्रकाशित तंतु का उपयोग करना। परिणाम एक समतल वर्णक्रमीय सातत्य है (एक विशिष्ट उदाहरण के लिए चित्र 1 देखें)। इस बात पर कोई सहमति नहीं है कि एक अतिसातत्यक कितना चौड़ा होता है; हालांकि शोधकर्ताओं ने एक अतिसातत्यक के रूप में 60 nm के विस्तार का अनुरोध करते हुए काम प्रकाशित किया है। स्रोत की बैंड चौड़ाई को परिभाषित करने के लिए आवश्यक वर्णक्रमीय सपाटता पर भी कोई सहमति नहीं है, जिसमें लेखक 5dB से 40 dB या अधिक का उपयोग कर रहे हैं। इसके अतिरिक्त अतिसातत्यक शब्द को इस सदी तक व्यापक स्वीकृति नहीं मिली, कई लेखकों ने 1970, 1980 और 1990 के दशक के पर्यन्त अपने निरंतरता का वर्णन करने के लिए वैकल्पिक वाक्यांशों का उपयोग किया।



पिछले दशक के पर्यन्त, अतिसातत्यक स्रोतों का विकास एक शोध क्षेत्र के रूप में उभरा है। यह काफी हद तक नए तकनीकी विकास के कारण है, जिसने अतिसातत्यक के अधिक नियंत्रित और सुलभ उत्पादन की अनुमति दी है। इस नए शोध ने कई नए प्रकाश स्रोतों का निर्माण किया है जो प्रकाशीय सुसंगतता टोमोग्राफी सहित विविध क्षेत्रों में अनुप्रयोगों की खोज कर रहे हैं।  आवृत्ति मापविज्ञान,   प्रतिदीप्ति आजीवन प्रतिबिंबन, प्रकाशीय  संचार,   गैस संवेदन   गंभीर प्रयास। इन स्रोतों के अनुप्रयोग ने एक प्रतिक्रिया पाश बनाया है जिससे अतिसातत्यक का उपयोग करने वाले वैज्ञानिक अपने विशेष अनुप्रयोगों के अनुरूप उन्नत अनुकूलन योग्य निरंतरता की मांग कर रहे हैं। इसने शोधकर्ताओं को इन निरंतरताओं का उत्पादन करने और उनके गठन को समझने और भविष्य के विकास में सहायता करने के लिए सिद्धांतों को विकसित करने के लिए उपन्यास विधियों को विकसित करने के लिए प्रेरित किया है। फलस्वरूप, 2000 के बाद से इन स्रोतों को विकसित करने में तेजी से प्रगति हुई है। जबकि अतिसातत्यक पीढ़ी लंबे समय से तंतु का संरक्षण रही है, हाल के वर्षों में, एकीकृत तरंग निर्देशित्रअत्यधिक व्यापक वर्णक्रम का उत्पादन करने के लिए अवस्था के आ गए हैं, जो अधिक लागत प्रभावी होने का द्वार खोलते हैं, सघन, सुदृढ़ , मापनीय और बड़े पैमाने पर उत्पादन योग्य अतिसातत्यक स्रोत।

1960 और 1970 का दशक
1964 में जोन्स और बोरिस पी. स्टोइचेफ प्रकाशीय आवृत्तियों पर तरल पदार्थ में प्रेरित रमन अवशोषण का अध्ययन करने के लिए एक मेसर द्वारा उत्पन्न एक निरंतरता का उपयोग करके रिपोर्ट किया गया। यह Stoicheff द्वारा एक प्रारंभिक प्रकाशन में नोट किया गया था कि जब मेसर उत्सर्जन एक तेज वर्णक्रमीय रेखा में था, तो सभी रमन उत्सर्जन रेखाएँ तेज थीं; जब भी मेसर उत्सर्जन में अतिरिक्त घटक होते थे, पहली स्टोक्स लाइन के अपवाद के साथ सभी रमन उत्सर्जन रेखाएँ काफी चौड़ी हो जाती थीं, कभी-कभी कई सौ सेमी तक-1. ये कमजोर निरंतरता, जैसा कि उनका वर्णन किया गया था, ने पहले रमन अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी मापन की अनुमति दी थी।

1970 में रॉबर्ट अल्फानो और शापिरो ने आवृत्ति दोगुनी एनडी: ग्लास मोड-लॉक लेजर का उपयोग करके क्रिस्टल और ग्लास में आवृत्ति विस्तार के पहले माप की सूचना दी। आउटपुट दालें लगभग 4 पीएस थीं और उनमें 5 एमजे की पल्स एनर्जी थी। गठित तंतुओं ने 400-700 एनएम की सीमा में पहले सफेद प्रकाश वर्णक्रम का उत्पादन किया और लेखकों ने स्व-चरण मॉडुलन|स्व-चरण मॉडुलन और चार तरंग मिश्रण|चार-तरंग मिश्रण के माध्यम से अपने गठन की व्याख्या की। स्रोत के रूप में स्वयं तंतु का कोई वास्तविक उपयोग नहीं था; फिर भी लेखकों ने सुझाव दिया कि क्रिस्टल अल्ट्राफास्ट लाइट गेट्स के रूप में उपयोगी साबित हो सकते हैं। अल्फ़ानो 1970 में अतिसातत्यक के खोजकर्ता और आविष्कारक हैं, जिसमें फ़ाइ रेव लेटर्स (24, 592,584,1217 (1970)) के एक ही अंक में तीन सेमिनल लेख हैं, जो अब अतिसातत्यक कहे जाने वाले परम श्वेत प्रकाश स्रोत पर हैं।

1960 और 1970 के दशक में रमन अवशोषण स्पेक्ट्रोस्कोपी द्वारा परमाणु वाष्प, कार्बनिक वाष्प और तरल पदार्थों के अध्ययन ने निरंतर स्रोतों के विकास को प्रेरित किया। 1970 के दशक के प्रारंभ तक, नैनोसेकंड अवधि के फ्लैश लैंप और गैसों में लेजर-ट्रिगर ब्रेकडाउन स्पार्क के साथ-साथ सिंटिलेटर डाई से लेजर उत्साहित प्रतिदीप्ति कॉन्टुआ द्वारा गठित कॉन्टिनुआ का उपयोग उत्तेजित अवस्थाओं का अध्ययन करने के लिए किया जा रहा था। इन सभी स्रोतों में समस्याएँ थीं; जो आवश्यक था वह एक ऐसा स्रोत था जो उचित दक्षता के साथ उच्च शक्ति स्तरों पर व्यापक निरंतरता का उत्पादन करता था। 1976 में लिन एंड स्टोलन ने एक नए नैनोसेकेंड स्रोत की सूचना दी जिसने 530 एनएम पर केंद्रित 110-180 एनएम की बैंड चौड़ाईके साथ निरंतर उत्पादन किया, जो लगभग एक किलोवाट की उत्पादन शक्तियों पर केंद्रित था। सिस्टम ने 19.5 मीटर लंबे, 7 माइक्रोन कोर व्यास सिलिका तंतु को स्पंदित करने के लिए 15-20 एनएम बैंड चौड़ाईके साथ 10 एनएस दालों का उत्पादन करने वाले 10-20 kW डाई लेजर का उपयोग किया. वे केवल 5-10% के क्षेत्र में युग्मन दक्षता का प्रबंधन कर सके।

1978 तक लिन और गुयेन ने कई निरंतरता की सूचना दी, विशेष रूप से एक 315 मीटर लंबे GeO का उपयोग करके 0.7-1.6 माइक्रोन से फैला हुआ$$\textstyle _2$$ 33 माइक्रोन कोर के साथ डोप्ड सिलिका तंतु। प्रकाशीय सेटअप लिन के स्टोलन के साथ पिछले काम के समान था, सिवाय इस उदाहरण के कि स्पंदित स्रोत 150 kW, 20 ns, Q-स्विच्ड Nd:YAG लेजर था। वास्तव में, उनके पास इतनी अधिक शक्ति उपलब्ध थी कि तंतु को नुकसान से बचाने के लिए दो तिहाई को क्षीण कर दिया गया था। तंतु में युग्मित 50 kW 12 kW सातत्य के रूप में उभरा. स्टोक्स लाइनें 1.3 माइक्रोन तक स्पष्ट रूप से दिखाई दे रही थीं, जिस बिंदु पर 1.38 माइक्रोन पर पानी के अवशोषण के कारण बड़े नुकसान को छोड़कर, सातत्य सुचारू होना शुरू हो गया था। जैसे ही उन्होंने प्रक्षेपण शक्ति को 50 kW से अधिक बढ़ाया, उन्होंने देखा कि सातत्य दृश्य वर्णक्रम के हरे हिस्से में नीचे तक फैला हुआ है। हालांकि, उच्च शक्ति के स्तर ने उनके तंतु को जल्दी से क्षतिग्रस्त कर दिया। उसी पेपर में उन्होंने 6 माइक्रोन कोर व्यास और कुछ 100 मीटर लंबाई के साथ सिंगल मोड तंतु भी स्पंदित किया। इसने कम लॉन्च और आउटपुट शक्तियों के साथ 0.9 माइक्रोन से 1.7 माइक्रोन तक फैले समान निरंतरता उत्पन्न की। इसे साकार किए बिना, उन्होंने पहली बार प्रकाशीय सॉलिटॉन भी उत्पन्न किया था।

1980 का दशक
1980 में फ़ूजी एट अल। मोड-लॉक Nd:YAG के साथ लिन के 1978 के सेटअप को दोहराया। दालों की चरम शक्ति 100 kW से अधिक होने की सूचना दी गई थी और उन्होंने 10 माइक्रोन कोर सिंगल-मोड जीई डॉप्ड तंतु में 70% से बेहतर युग्मन हानि हासिल की थी। असामान्य रूप से, उन्होंने अपनी पल्स अवधि की सूचना नहीं दी। उनके वर्णक्रम ने 300 एनएम से 2100 एनएम तक सिलिका में पूरी वर्णक्रमीय खिड़की को फैला दिया। लेखकों ने खुद को वर्णक्रम के दृश्य पक्ष से संबंधित किया और स्पंदित के चार-तरंग मिश्रण और रमन ने स्टोक्स को उत्पन्न करने के लिए पीढ़ी के लिए मुख्य तंत्र की पहचान की। हालांकि, कुछ उच्च ऑर्डर मोड थे, जिन्हें स्पंदित और स्टोक्स लाइनों के बीच योग-आवृत्ति पीढ़ी के लिए जिम्मेदार ठहराया गया था। चरण-मिलान की स्थिति अप-परिवर्तित प्रकाश के युग्मन और क्लैडिंग मोड के अर्ध-सातत्य द्वारा पूरी की गई थी।

वाशियो एट अल द्वारा एक और अग्रिम सूचना दी गई। 1980 में जब उन्होंने 1.34 माइक्रोन क्यू-स्विच्ड एनडी: वाईएजी लेजर के साथ 150 मीटर सिंगल-मोड तंतु को स्पंदित किया। यह उनके तंतु के लिए विषम फैलाव व्यवस्था के अंदर था। नतीजा एक निरंतर था जो 1.15 से 1.6 माइक्रोन तक फैला हुआ था और कोई अलग स्टोक्स लाइन नहीं दिखा।

इस बिंदु तक किसी ने वास्तव में एक उपयुक्त स्पष्टीकरण नहीं दिया था कि तंतु में लंबी तरंग दैर्ध्य पर स्टोक्स लाइनों के बीच निरंतरता क्यों सुचारू हो जाती है। अधिकांश मामलों में यह सॉलिटॉन तंत्र द्वारा समझाया गया है; हालाँकि, 1985 तक तंतु में सॉलिटॉन की सूचना नहीं दी गई थी। यह महसूस किया गया था कि स्व-चरण मॉडुलन देखे गए व्यापक निरंतरता के लिए जिम्मेदार नहीं हो सकता है, लेकिन अधिकांश भाग के लिए स्पष्टीकरण के रूप में कुछ और पेश किया गया था।

1982 में स्मिरनोव एट अल। 1978 में लिन द्वारा हासिल किए गए समान परिणामों की सूचना दी। 0.53 और 1.06 माइक्रोन पर स्पंदित किए गए मल्टीमोड फॉस्फोसिलिकेट तंतु का उपयोग करते हुए, उन्होंने सामान्य स्टोक्स घटकों और एक वर्णक्रम को देखा जो पराबैंगनी से निकट अवरक्त तक विस्तारित था। उन्होंने गणना की कि स्व-चरण मॉडुलन के कारण वर्णक्रमीय विस्तार 910 सेमी होना चाहिए था-1, लेकिन उनका सातत्य 3000 सेमी से अधिक था-1. उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि एक प्रकाशीय सातत्य को केवल स्व-चरण मॉडुलन द्वारा नहीं समझाया जा सकता है। वे चार तरंग मिश्रण को बनाए रखने के लिए तंतु की लंबी लंबाई पर चरण-मिलान की कठिनाइयों को इंगित करते हुए जारी रहे, और एक असामान्य क्षति तंत्र की सूचना दी (पश्च दृष्टि से इसे शायद बहुत ही कम तंतु फ्यूज माना जाएगा)। वे लोय और शेन के बहुत पहले के सुझाव पर ध्यान देते हैं कि अगर नैनोसेकंड दालों में नैनोसेकंद लिफाफे में उप-नैनोसेकंद स्पाइक्स शामिल हैं, तो यह व्यापक सातत्य की व्याख्या करेगा।

व्यापक सातत्य के परिणामस्वरूप बहुत कम दालों के इस विचार का अध्ययन एक साल बाद किया गया जब फोर्क एट अल। कोलाइडिंग मोड-लॉक्ड लेजर से 80 एफएस दालों का उपयोग करने की सूचना दी। लेज़र की तरंग दैर्ध्य 627 एनएम थी और उन्होंने एथिलीन ग्लाइकॉल के एक जेट को स्पंदित करने के लिए इसका इस्तेमाल किया। उन्होंने परिणामी सातत्य को समतल किया और विभिन्न तरंग दैर्ध्य पर नाड़ी की अवधि को मापा, यह देखते हुए कि सातत्य का लाल भाग नाड़ी के सामने था और पीछे नीला था। उन्होंने सातत्यक में बहुत छोटी चिंराटों की सूचना दी। इन टिप्पणियों और अन्य ने उन्हें यह बताने के लिए प्रेरित किया कि स्व-चरण मॉडुलन कुछ अंतर से प्रमुख प्रभाव था। हालांकि उन्होंने यह भी नोट किया कि उनकी गणना से पता चलता है कि सातत्य स्व-चरण मॉडुलन की तुलना में बहुत बड़ा बना हुआ है, यह सुझाव देता है कि चार-तरंग मिश्रण प्रक्रियाएं भी मौजूद होनी चाहिए। उन्होंने कहा कि एक फेमटोसेकंड स्रोत का उपयोग करके एक विश्वसनीय, दोहराने योग्य सातत्य का उत्पादन करना बहुत आसान था। आगामी वर्षों में इस स्रोत को और विकसित किया गया और अन्य तरल पदार्थों की जांच के लिए उपयोग किया गया। उसी वर्ष नकाज़ावा और टोकुडा ने एनडी: वाईएजी में 1.32 और 1.34 माइक्रोन में दो संक्रमणों का उपयोग करके इन तरंग दैर्ध्य पर एक मल्टीमोड तंतु को एक साथ स्पंदित करने की सूचना दी। उन्होंने निरंतर वर्णक्रम को मजबूर चार तरंग मिश्रण के संयोजन और अनुक्रमिक उत्तेजित रमन स्कैटरिंग की एक सुपरपोजिशन के लिए जिम्मेदार ठहराया। इसका मुख्य लाभ यह था कि वे पिछले कार्य की तुलना में कुछ किलोवाट की अपेक्षाकृत कम स्पंदित शक्तियों पर निरंतरता उत्पन्न करने में सक्षम थे। 1980 के दशक के शुरूआती दौर में अल्फानो, हो, कॉर्कम, मनासाह और अन्य ने कई तरह के प्रयोग किए, हालांकि इनमें से बहुत कम में तंतु शामिल था। अधिकांश कार्य दृश्य क्षेत्र में निरंतरता उत्पन्न करने के लिए विभिन्न क्रिस्टल, तरल पदार्थ, गैसों और अर्धचालकों को स्पंदित करने के लिए तेज स्रोतों (10 पीएस और नीचे) का उपयोग करने पर केंद्रित है। स्व-चरण मॉडुलन आमतौर पर प्रक्रियाओं को समझाने के लिए उपयोग किया जाता था, हालांकि 1980 के दशक के मध्य से दूसरी हार्मोनिक पीढ़ी क्रॉस-फेज मॉड्यूलेशन सहित अन्य स्पष्टीकरण पेश किए गए थे। और प्रेरित चरण मॉडुलन। वास्तव में, यह समझाने का प्रयास किया गया था कि स्व-चरण मॉडुलन का परिणाम अधिक व्यापक निरंतरता में क्यों हो सकता है, ज्यादातर सिद्धांतों में संशोधनों के माध्यम से, जैसे कि धीरे-धीरे अलग-अलग लिफाफा सन्निकटन जैसे कारकों को शामिल करके। 1987 में गोम्स एट अल। एकल मोड फॉस्फोसिलिकेट ग्लास में कैस्केड उत्तेजित रमन स्कैटरिंग की सूचना दी। उन्होंने क्यू-स्विचिंग|क्यू-स्विच्ड और मोड-लॉक्ड एनडी:वाईएजी के साथ तंतु को स्पंदित किया, जिससे 700 kW पीक पावर के साथ 130 पीएस पल्स का उत्पादन हुआ। उन्होंने तंतु में 56 kW तक लॉन्च किया और फॉस्फोरस के परिणामस्वरूप सिलिका तंतु के साथ उस बिंदु तक हासिल की तुलना में बहुत व्यापक और चापलूसी निरंतरता हासिल की। एक साल बाद गौविया-नेटो एट अल। उसी समूह से मॉड्यूलेशन अस्थिरता से सॉलिटॉन तरंगों के गठन और प्रसार का वर्णन करने वाला एक पेपर प्रकाशित हुआ। उन्होंने 1.32 माइक्रोन एनडी: वाईएजी लेजर का इस्तेमाल किया जो 7 माइक्रोन कोर व्यास के साथ 500 मीटर सिंगल मोड तंतु को स्पंदित करने के लिए 200 डब्ल्यू पीक पावर के साथ 100 पीएस दालों का उत्पादन करता था। तंतु का शून्य फैलाव तरंग दैर्ध्य 1.30 माइक्रोन पर था, स्पंदित को विषम फैलाव शासन के अंदर रखा। उन्होंने 500 fs (सॉलिटॉन) से कम अवधि के साथ निकलने वाली दालों को नोट किया और जैसे ही उन्होंने स्पंदित की शक्ति को बढ़ाया, एक निरंतरता 1.3 से 1.5 माइक्रोन तक फैल गई।

1990 के दशक
सकल एट अल। 1992 में तंतु में फेमटोसेकंड दालों द्वारा उत्पन्न होने पर अतिसातत्यक (विषम समूह वेग फैलाव क्षेत्र में) के गठन का एक पेपर प्रकाशित किया। यह आसानी से सबसे पूर्ण मॉडल था, उस तिथि तक, समीकरणों के समाधान के रूप में उभरने वाले मौलिक सॉलिटॉन और सॉलिटॉन स्व-आवृत्ति बदलाव के साथ। 1990 के दशक के पर्यन्त प्रकाशीय संचार के लिए वेवलेंथ डिविज़न मल्टिप्लेक्सिंग (WDM) सिस्टम में उपयोग के लिए अतिसातत्यक की प्रयोज्यता की गहन जांच की गई थी। 1993 में मोरीओका एट अल। एक 100 तरंग दैर्ध्य चैनल बहुसंकेतन योजना की सूचना दी जो एक साथ 1.224-1.394 माइक्रोन स्पेक्ट्रल क्षेत्र में 1.9 एनएम वर्णक्रमीय रिक्ति के साथ एक सौ 10 पीएस दालों का उत्पादन करती है। उन्होंने 1.314 माइक्रोन पर केंद्रित एनडी: वाईएलएफ स्पंदित का उपयोग करके एक अतिसातत्यक का उत्पादन किया जो 7.6 पीएस दालों का उत्पादन करने के लिए मोड-लॉक था। फिर उन्होंने चैनलों को उत्पन्न करने के लिए परिणामी सातत्य को एक द्विअर्थी तंतु के साथ फ़िल्टर किया।

मोरीओका और मोरी ने 1990 के दशक से लेकर आज तक अतिसातत्यक पीढ़ी का उपयोग करते हुए दूरसंचार प्रौद्योगिकियों का विकास जारी रखा। उनके शोध में शामिल थे: प्रकाशीय तंतु में समूह वेग फैलाव को मापने के लिए एक अतिसातत्यक का उपयोग करना; 1 Tbit/s आधारित WDM प्रणाली का प्रदर्शन; और हाल ही में एक 1000 चैनल डेंस वेवलेंथ डिविजन मल्टीप्लेक्स (DWDM) सिस्टम 2.8 Tbit/s में सक्षम है जो 60 एनएम से अधिक चौड़े अतिसातत्यक का उपयोग कर रहा है।

तंतु आधारित लेजर द्वारा स्पंदित किए गए तंतु आधारित अतिसातत्यक का पहला प्रदर्शन चेर्निकोव एट अल द्वारा रिपोर्ट किया गया था। 1997 में। उन्होंने सिंगल-मोड ytterbium और एर्बियम-डोप्ड तंतु में पैसिव क्यू-स्विचिंग हासिल करने के लिए डिस्ट्रीब्यूटेड backscatter|बैक-स्कैटरिंग का इस्तेमाल किया। पैसिव Q-स्विचिंग से 10 kW पीक पावर और 2 ns अवधि के साथ स्पंद उत्पन्न होते हैं। परिणामी निरंतरता 1 माइक्रोन से सिलिका खिड़की के किनारे तक 2.3 माइक्रोन तक फैली हुई है। पहली तीन स्टोक्स लाइनें दिखाई दे रही थीं और सातत्य लगभग 0.7 माइक्रोन तक फैला हुआ था लेकिन बिजली के स्तर में काफी कमी आई थी।

2000 से प्रगति
1980 के दशक के पर्यन्त किए गए अग्रिमों का मतलब था कि यह स्पष्ट हो गया था कि तंतु में सबसे व्यापक निरंतरता प्राप्त करने के लिए, विषम फैलाव शासन में स्पंदित करना सबसे कुशल था। हालांकि उच्च शक्ति 1 माइक्रोन लेसरों के साथ इसे भुनाना मुश्किल था क्योंकि पारंपरिक सिलिका तंतु में 1.3 माइक्रोन से बहुत कम शून्य फैलाव तरंग दैर्ध्य प्राप्त करना बेहद मुश्किल साबित हुआ था। 1996 में नाइट एट अल द्वारा फोटोनिक-क्रिस्टल तंतु (पीसीएफ) के आविष्कार के साथ एक समाधान सामने आया। पीसीएफ के गुणों पर अन्यत्र विस्तार से चर्चा की गई है, लेकिन उनके पास दो गुण हैं जो पीसीएफ को अतिसातत्यक पीढ़ी के लिए एक उत्कृष्ट माध्यम बनाते हैं, अर्थात्: उच्च अरैखिकता और एक अनुकूलन योग्य शून्य फैलाव तरंग दैर्ध्य। पहले में रंका एट अल थे। 2000 में, जिन्होंने 767 एनएम पर शून्य फैलाव और 1.7 माइक्रोन कोर व्यास के साथ 75 सेमी पीसीएफ का उपयोग किया। उन्होंने 400 और 1450 एनएम के बीच एक सपाट सातत्य उत्पन्न करने के लिए 790 एनएम पर 100 एफएस, 800 पीजे दालों के साथ तंतु को स्पंदित किया।

इस कार्य के बाद अन्य लोगों ने उच्च शक्ति वाले फेमटोसेकंड Ti:sapphire लेसरों के साथ लगभग 800 nm के शून्य फैलाव वाले PCF की छोटी लंबाई को स्पंदित किया। लेहटन एट अल। एक द्विप्रतिरोधी पीसीएफ में कॉन्टिनुआ के गठन पर ध्रुवीकरण के प्रभाव का अध्ययन किया, साथ ही साथ स्पंदित तरंग दैर्ध्य (728-810 एनएम) और पल्स अवधि (70-300 एफएस) को अलग किया। उन्होंने पाया कि 300 एफएस दालों के साथ विषम क्षेत्र के अंदर सबसे अच्छा निरंतरता बनाई गई थी। छोटी दालों के परिणामस्वरूप सोलिटोन स्पष्ट रूप से अलग हो गए जो वर्णक्रमीय आउटपुट में दिखाई दे रहे थे। हेरमैन एट अल। फेमटोसेकंड अतिसातत्यक के विकास की एक ठोस व्याख्या प्रदान की, विशेष रूप से इस प्रक्रिया के पर्यन्त मौलिक और फैलाने वाली तरंगों के उत्पादन के लिए उच्च क्रम से सोलिटोन की कमी। तब से पूरी तरह से तंतु एकीकृत फेमटोसेकंड स्रोत विकसित और प्रदर्शित किए गए हैं। 2000 के बाद से विकास के अन्य क्षेत्रों में शामिल हैं: अतिसातत्यक स्रोत जो पिकोसेकंड, नैनोसेकंड और सीडब्ल्यू व्यवस्थाओं में काम करते हैं; नई सामग्रियों, उत्पादन तकनीकों और टेपर्स को शामिल करने के लिए तंतुओं का विकास; व्यापक निरंतरता उत्पन्न करने के लिए नवीन विधियाँ; फोटोनिक नैनोवायरों में अतिसातत्यक का वर्णन करने के लिए उपन्यास प्रसार समीकरण, और अतिसातत्यक पीढ़ी की व्याख्या और सहायता के लिए संख्यात्मक मॉडल का विकास। दुर्भाग्य से, इन उपलब्धियों की गहन चर्चा इस लेख से परे है लेकिन पाठक को डुडले एट अल द्वारा एक उत्कृष्ट समीक्षा लेख के लिए संदर्भित किया जाता है।

एकीकृत फोटोनिक्स प्लेटफॉर्म में अतिसातत्यक जेनरेशन
जबकि प्रकाशीय तंतु अपनी स्थापना के बाद से अतिसातत्यक पीढ़ी का वर्कहॉर्स रहा है, अतिसातत्यक के एकीकृत वेवगाइड (ऑप्टिक्स) आधारित स्रोत इक्कीसवीं सदी में अनुसंधान का एक सक्रिय क्षेत्र बन गए हैं। ये चिप-स्केल प्लेटफॉर्म अतिसातत्यक स्रोतों को उन उपकरणों में छोटा करने का वादा करते हैं जो कॉम्पैक्ट, सुदृढ़, स्केलेबल, बड़े पैमाने पर उत्पादक और अधिक किफायती हैं। इस तरह के प्लेटफॉर्म वेवगाइड के क्रॉस-सेक्शनल ज्यामिति को अलग करके फैलाव (ऑप्टिक्स) इंजीनियरिंग की अनुमति देते हैं। सिलिकॉन आधार सामग्री जैसे सिलिकॉन डाइऑक्साइड, सिलिकॉन नाइट्राइड,  क्रिस्टलीय और अनाकार  सिलिकॉन ने अतिसातत्यक पीढ़ी को दृश्यता में फैलाते हुए प्रदर्शित किया है, अवरक्त के पास और मध्य अवरक्त विद्युत चुम्बकीय वर्णक्रम के क्षेत्र। 2015 तक, चिप पर उत्पन्न सबसे चौड़ा अतिसातत्यक इन्फ्रारेड वेवलेंथ क्षेत्र के लिए दृश्य में 470 एनएम से 2130 एनएम तक फैला हुआ है।

तंतु में सातत्य निर्माण की गतिशीलता का विवरण
इस खंड में हम उन दो मुख्य शासनों की गतिशीलता पर संक्षेप में चर्चा करेंगे जिनमें तंतु में अतिसातत्यक उत्पन्न होता है। जैसा कि पहले कहा गया है कि एक अतिसातत्यक व्यापक वर्णक्रमीय विस्तार के कारण कई गैर-रैखिक प्रक्रियाओं की बातचीत के माध्यम से होता है। इनमें से कई प्रक्रियाएँ जैसे: स्व-चरण मॉडुलन, चार-तरंग मिश्रण और सॉलिटॉन आधारित गतिकी कुछ समय के लिए व्यक्तिगत रूप से अच्छी तरह से समझी गई हैं। हाल के वर्षों में सफलताओं में यह समझना और मॉडलिंग करना शामिल है कि अतिसातत्यक उत्पन्न करने के लिए ये सभी प्रक्रियाएँ एक साथ कैसे परस्पर क्रिया करती हैं और निरंतरता गठन को बढ़ाने और नियंत्रित करने के लिए मापदंडों को कैसे इंजीनियर किया जा सकता है। दो मुख्य व्यवस्थाएं सॉलिटॉन विखंडन व्यवस्था और मॉडुलन अस्थिरता व्यवस्था हैं। भौतिक प्रक्रियाओं को काफी समान माना जा सकता है और विवरण वास्तव में हमें उन प्रक्रियाओं के बीच अंतर करने में सक्षम बनाता है जो अलग-अलग स्पंदित स्थितियों के लिए निरंतर गठन को चलाते हैं। एक तीसरा शासन, सामान्य फैलाव (प्रकाशिकी) क्षेत्र में पम्पिंग भी शामिल है। यह अतिसातत्यक उत्पन्न करने का एक बिल्कुल व्यवहार्य तरीका है। हालाँकि, इस पद्धति से समान बैंडविथ उत्पन्न करना संभव नहीं है।

सॉलिटॉन विखंडन शासन
सॉलिटॉन विखंडन शासन में एक छोटी, उच्च शक्ति, फेमटोसेकंड पल्स को पीसीएफ या अन्य अत्यधिक गैर-रैखिक तंतु में लॉन्च किया जाता है। फेमटोसेकंड पल्स को एक उच्च क्रम सॉलिटॉन के रूप में माना जा सकता है, फलस्वरूप यह तेजी से फैलता है और फिर मौलिक सॉलिटॉन में विखंडन करता है। विखंडन प्रक्रिया के पर्यन्त अतिरिक्त ऊर्जा लघु तरंगदैर्घ्य पक्ष पर परिक्षेपी तरंगों के रूप में बहाई जाती है। आम तौर पर ये फैलाने वाली तरंगें और आगे नहीं बढ़ेंगी और इस प्रकार स्पंदित का विस्तार छोटा होना इस बात पर निर्भर करता है कि सॉलिटॉन सांस लेने के पर्यन्त कितनी व्यापक रूप से फैलता है। मौलिक सॉलिटॉन तब अंतर-पल्स रमन प्रकीर्णन से गुजरते हैं और लंबी तरंग दैर्ध्य (जिसे सॉलिटॉन सेल्फ-आवृत्ति शिफ्ट के रूप में भी जाना जाता है) में स्थानांतरित हो जाते हैं, जिससे सातत्य का लंबा तरंग दैर्ध्य उत्पन्न होता है। सोलिटोन रमन कॉन्टिनम के लिए चार-तरंग मिश्रण के माध्यम से फैलाने वाले विकिरण के साथ बातचीत करना संभव है और क्रॉस-चरण मॉडुलन। कुछ परिस्थितियों में, इन फैलाने वाली तरंगों को सॉलिटॉन ट्रैपिंग प्रभाव के माध्यम से सॉलिटॉन के साथ जोड़ा जाना संभव है।  इस प्रभाव का अर्थ है कि जैसे ही सॉलिटॉन स्व-आवृत्ति लंबी तरंग दैर्ध्य में बदल जाती है, युग्मित फैलाव तरंग को छोटे तरंग दैर्ध्य में स्थानांतरित कर दिया जाता है, जैसा कि समूह वेग मिलान स्थितियों द्वारा निर्धारित किया जाता है। आम तौर पर, यह सॉलिटॉन ट्रैपिंग तंत्र निरंतरता को किसी भी अन्य तंत्र के माध्यम से कम तरंग दैर्ध्य तक विस्तारित करने की अनुमति देता है।

इस शासन में संचालित पीसीएफ में उत्पन्न पहला अतिसातत्यक और बाद के कई प्रयोगों ने भी स्पंदित स्रोत के रूप में अल्ट्रा-शॉर्ट स्पंदित फेमटोसेकंड सिस्टम का उपयोग किया। इस शासन व्यवस्था के मुख्य लाभों में से एक यह है कि निरंतरता अक्सर उच्च स्तर की लौकिक सुसंगतता प्रदर्शित करती है, इसके अतिरिक्त पीसीएफ की बहुत कम लंबाई में व्यापक अतिसातत्यक उत्पन्न करना संभव है। नुकसान में निरंतरता में बहुत अधिक औसत शक्तियों को स्केल करने में असमर्थता शामिल है, हालांकि यहां सीमित कारक उपलब्ध स्पंदित स्रोत हैं; और आमतौर पर वर्णक्रमीय घटकों की स्थानीय प्रकृति के कारण वर्णक्रम चिकना नहीं होता है जो इसे उत्पन्न करता है। यह शासन प्रभावी है या नहीं इसका पता पल्स और तंतु पैरामीटर से लगाया जा सकता है। हम एक सॉलिटॉन विखंडन लंबाई परिभाषित कर सकते हैं, $$L_{\mathrm{fiss}}$$, उस लंबाई का अनुमान लगाने के लिए जिस पर उच्चतम सॉलिटॉन संपीड़न प्राप्त किया जाता है, जैसे कि:


 * $$L_{\mathrm{fiss}}=\frac{L_D}{N}=\sqrt{\frac{\tau^2_0}{|\beta_2|\gamma P_0}}$$

कहाँ $$L_D$$ विशेषता फैलाव लंबाई है और $$N$$ सॉलिटॉन ऑर्डर है। चूंकि इस लंबाई में विखंडन होता है, बशर्ते कि $$L_{\mathrm{fiss}}$$ तंतु की लंबाई और अन्य विशिष्ट लंबाई के पैमाने जैसे मॉड्यूलेशन अस्थिरता लंबाई से कम है $$L_{\mathrm{MI}}$$, विखंडन हावी रहेगा।

मॉड्यूलेशन अस्थिरता शासन
मॉडुलन अस्थिरता (एमआई), एक निरंतर तरंग (सीडब्ल्यू) या अर्ध-निरंतर लहर क्षेत्रों के टूटने की ओर जाता है, जो मौलिक सॉलिटोन की एक ट्रेन बन जाती है। इस बात पर जोर देना महत्वपूर्ण है कि इस शासन में उत्पन्न सोलिटन्स मौलिक हैं, क्योंकि सीडब्ल्यू और अर्ध-सीडब्ल्यू अतिसातत्यक गठन पर कई पेपरों ने उपरोक्त वर्णित सोलिटॉन विखंडन और फैलाने वाली लहर पीढ़ी के लिए लघु तरंग दैर्ध्य पीढ़ी को मान्यता दी है। सॉलिटॉन विखंडन शासन के समान तरीके से, निरंतरता के लंबे तरंग दैर्ध्य पक्ष को इंट्रा-पल्स रमन स्कैटरिंग और स्व-आवृत्ति को लंबी तरंग दैर्ध्य में स्थानांतरित करने वाले सॉलिटॉन द्वारा उत्पन्न किया जाता है। जैसा कि एमआई प्रक्रिया शोर संचालित है, विभिन्न ऊर्जाओं के साथ सॉलिटॉन का वितरण बनाया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप स्व-आवृत्ति स्थानांतरण की विभिन्न दरें होती हैं। शुद्ध परिणाम यह है कि एमआई संचालित सॉलिटॉन-रमन कॉन्टुआ विखंडन शासन में उत्पन्न होने वालों की तुलना में वर्णक्रमीय रूप से बहुत अधिक चिकना होता है। लघु तरंग दैर्ध्य पीढ़ी चार-लहर मिश्रण द्वारा संचालित होती है, विशेष रूप से अर्ध-सीडब्ल्यू शासन में उच्च शिखर शक्तियों के लिए। शुद्ध सीडब्ल्यू शासन में, लघु तरंग दैर्ध्य पीढ़ी केवल हाल ही में 1 माइक्रोन स्पंदित स्रोत की तुलना में कम तरंग दैर्ध्य पर प्राप्त की गई है। इस मामले में एमआई संचालित शासन में लघु तरंग दैर्ध्य पीढ़ी में एक भूमिका निभाने के लिए सॉलिटॉन ट्रैपिंग को दिखाया गया है। एक निरंतरता केवल एमआई शासन में होगी यदि तंतु और फील्ड पैरामीटर ऐसे हैं कि एमआई रूपों और विखंडन जैसी अन्य प्रक्रियाओं पर हावी है। विखंडन शासन के समान फैशन में यह एमआई के लिए एक विशेषता लंबाई पैमाने विकसित करने के लिए रचनात्मक है, $$L_{\mathrm{MI}}$$:


 * $$L_{\mathrm{MI}}=\frac{n_{\mathrm{dB}}}{20\gamma P_0\lg10}\sim\frac{4}{\gamma P_0} $$

कहाँ $$n_{\mathrm{dB}}$$ शिखर शक्ति स्तर के नीचे पृष्ठभूमि शोर का स्तर है। समीकरण अनिवार्य रूप से एमआई लाभ के लिए पृष्ठभूमि क्वांटम शोर को सॉलिटॉन में बढ़ाने के लिए आवश्यक लंबाई का एक उपाय है। आमतौर पर इस शॉट शोर को ~200 dB कम माना जाता है। अत: प्रदान किया गया $$L_{\mathrm{MI}} \ll L_{\mathrm{fiss}}$$ तब अर्ध-सीडब्ल्यू मामले में एमआई सॉलिटॉन विखंडन पर हावी होगा और इस स्थिति को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है:


 * $$4^2\ll\frac{\gamma P_0\tau_0^2}{|\beta_2|}=N^2 $$

समीकरण का मध्य पद केवल सॉलिटॉन समीकरण है. MI के हावी होने के लिए हमें बाएं हाथ की ओर को दाहिने हाथ की तुलना में बहुत कम होना चाहिए, जिसका अर्थ है कि सोलिटॉन क्रम 4 से बहुत अधिक होना चाहिए। व्यवहार में यह सीमा लगभग होने के रूप में स्थापित की गई है $$N=16$$. इसलिए, हम देख सकते हैं कि यह मुख्य रूप से अल्ट्रा-शॉर्ट दालें हैं जो सॉलिटॉन विखंडन तंत्र की ओर ले जाती हैं।

सामान्य फैलाव शासन में पम्पिंग
ऊपर बताए गए दो नियम मानते हैं कि स्पंदित विषम फैलाव क्षेत्र में है। सामान्य क्षेत्र में अतिसातत्यक बनाना संभव है और वास्तव में ऐतिहासिक अवलोकन में चर्चा किए गए कई शुरुआती परिणाम सामान्य फैलाव शासन में स्पंदित किए गए थे। यदि इनपुट दालें काफी कम हैं तो स्व-चरण मॉड्यूलेशन से महत्वपूर्ण विस्तार हो सकता है जो अस्थायी रूप से सुसंगत है। हालांकि, यदि स्पंदन बहुत छोटा नहीं है तो उत्तेजित-रमन बिखराव हावी हो जाता है और आमतौर पर कैस्केड असतत स्टोक्स लाइनों की एक श्रृंखला तब तक दिखाई देगी जब तक कि शून्य फैलाव तरंग दैर्ध्य तक नहीं पहुंच जाता। इस बिंदु पर एक सॉलिटॉन रमन कॉन्टिनम बन सकता है। जैसा कि विसंगति में पम्पिंग निरंतरता पीढ़ी के लिए अधिक कुशल है, अधिकांश आधुनिक स्रोत सामान्य फैलाव शासन में पम्पिंग से बचते हैं।

बाहरी संबंध

 * Supercontinuum on the Encyclopedia of laser physics and technology, by Rüdiger Paschotta
 * Supercontinuum generation in silicon and how to overcome the problem with two photon absorption and free carrier absorption