Teise harmoonia ergastamine laias spektris
Alates teise astme mittelineaarsete optiliste efektide avastamine 1960. aastatel on seni tekitanud teadlaste suure huvi, tuginedes teisele harmoonilisele ja sagedusmõjule, tekitanud äärmiselt ultraviolettlaserid, edendas laser arengut,optilineInformatsiooni töötlemine, kõrge eraldusvõimega mikroskoopiline pildistamine ja muud väljad. MittelineaarseltoptikaJa polarisatsiooni teooria, ühtlase astme mittelineaarne optiline efekt on tihedalt seotud kristallisümmeetriaga ja mittelineaarne koefitsient ei ole null ainult mitte-tsentraalse inversiooni sümmeetrilises söötmes. Kõige põhilisema teise astme mittelineaarse efektina takistavad teine harmoonia nende genereerimist ja tõhusat kasutamist kvartskiudes amorfse vormi ja keskmise inversiooni sümmeetria tõttu. Praegu võivad polarisatsioonimeetodid (optiline polarisatsioon, termiline polarisatsioon, elektrivälja polarisatsioon) kunstlikult hävitada optilise kiude materiaalse keskpunkti sümmeetria ja parandada tõhusalt optilise kiu teise astme mittelineaarsust. See meetod nõuab aga keerulist ja nõudlikku ettevalmistustehnoloogiat ning suudab vastata ainult kvaasifaasi sobitamistingimustele diskreetsetel lainepikkustel. Kaja seinarežiimil põhinev optilise kiu resonantsrõngas piirab teise harmoonilise laia spektri ergutust. Kiudude pinnastruktuuri sümmeetria purustamisega suurendatakse spetsiaalses struktuuri kiudude pinna teise harmooniat teatud määral, kuid sõltub siiski väga suure tippvõimsusega femtosekundi pumba impulsist. Seetõttu on teise astme mittelineaarsete optiliste efektide genereerimine kõigi kiudude konstruktsioonides ja muundamise efektiivsuse parandamine, eriti laia spektri teise harmoonia genereerimine vähese energiatarbega, pideva optilise pumpamise korral, põhiprobleemid, mida tuleb lahendada mittelineaarsete kiudoptika ja seadmete valdkonnas ning millel on oluline teaduslik tähtsus ja lai rakenduslik väärtus.
Hiinas asuv uurimisrühm on pakkunud välja kihilise galliumlise seleniidi kristallfaasi integreerimise skeemi mikro-nanokiuga. Kasutades ära Gallium seleniidkristallide kõrge teise astme mittelineaarsuse ja pikamaa järjestamist, realiseeritakse lai spektriks teise harmooniline ergutus ja mitme sagedusega teisendamise protsess, pakkudes uue lahenduse kiudainete mitmeparameetriliste protsesside tugevdamiseks ja lairibaühenduse valmistamiseks lairibalvalgusallikad. Teise harmoonilise ja summasageduse efekti efektiivne ergutus skeemis sõltub peamiselt järgmistest kolmest põhitingimusest: pika valguse materjali kaugus gallium-seleniidi jamikro-nanokiud, on täidetud kihilise gallium seleniidkristalli kõrge teise astme mittelineaarsus ja pikamaa järjekord ning põhisageduse ja sageduse kahekordistamise faasi sobitamistingimused.
Katses on leegi skaneeriva kitsenemissüsteemiga valmistatud mikro-nanokiud ühtlane koonuse piirkond millimeetri järjekorras, mis tagab pumba valguse ja teise harmoonilise laine pika mittelineaarse toimingu pikkuse. Integreeritud gallium seleniidi kristalli teise astme mittelineaarne polariseeritavus ületab 170 pm/maht, mis on palju suurem kui optilise kiu sisemine mittelineaarne polariseeritavus. Veelgi enam, galliumlise seleniidi kristalli pikamaa järjestatud struktuur tagab teise harmoonilise pideva faasi häired, andes täieliku mängu mikro-nanokiudude suure mittelineaarse tegevuse pikkuse eeliseks. Veelgi olulisem on see, et pumpamise optilise alusrežiimi (HE11) ja teise harmoonilise kõrge järgu režiimi (EH11, He31) vaheline faasühistu realiseeritakse koonuse läbimõõdu juhtimisega ja seejärel lainejuhi dispersiooni reguleerimisega mikro-nanokiude valmistamise ajal.
Ülaltoodud tingimused pani aluse mikro-nanokiudude teise harmoonilise tõhusaks ja laia ribaga ergutuseks. Katse näitab, et teise harmoonilise väljundi Nanowatti tasemel saab saavutada 1550 nm PicoseCond Pulse laseripumba all ja teist harmoonilist saab tõhusalt erutada ka sama lainepikkusega pideva laserpumba all ja läve võimsus on nii madal kui mitusada mikrolauaga (joonis 1). Lisaks, kui pumba valgust pikendatakse pideva laseri kolmele erinevale lainepikkusele (1270/1550/1590 nm), on kõigis kuues sagedusvahemike korral täheldatud kolme teise harmoonilise (2W1, 2W2, 2W3) ja kolme summa sagedussignaali (W1+W2+W3, W2+W3). Asendades pumbavalgust ultra-radiant valgust kiirgava dioodiga (kelguga) valgusallikaga ribalaiusega 79,3 nm, genereeritakse laia spektriga harmooniline harmooniline ribalaius 28,3 nm (joonis 2). Lisaks, kui selles uuringus saab kuiva ülekandetehnoloogia asendamiseks kasutada keemilise aurude sadestamise tehnoloogiat ja mikro-nanokiudude pinnal pikkade vahemaade pinnal saab kasvatada vähem kihte, võib pikkade vahemaade pinnal kasvatada, eeldatakse, et teine harmooniline muundamise efektiivsus on veelgi paranenud.
Joonis fig. 1 teine harmooniline genereerimissüsteem ja tulemuseks on kogu kiudaine struktuur
Joonis 2 mitme lainepikkusega segamine ja lai spektri teine harmoonia pideva optilise pumpamise all
Postiaeg: mai-20.-2024