Eksitasi harmonik kapindho ing spektrum sing amba

Eksitasi harmonik kapindho ing spektrum sing amba

Wiwit panemuan efek optik nonlinier urutan kapindho ing taun 1960-an, wis narik minat para peneliti, nganti saiki, adhedhasar efek harmonik lan frekuensi kaloro, wis diprodhuksi saka ultraviolet ekstrem nganti pita infra merah adoh.laser, banget dipun promosiaken pangembangan laser,optikpangolahan informasi, pencitraan mikroskopik resolusi dhuwur lan lapangan liyane. Miturut nonlinearoptiklan téori polarisasi, efek optik nonlinier urutan genap raket karo simetri kristal, lan koefisien nonlinier ora mung nol ing media simetris inversi non-tengah. Minangka efek nonlinier urutan kapindho sing paling dhasar, harmonik kapindho banget ngalangi generasi lan panggunaan efektif ing serat kuarsa amarga wangun amorf lan simetri inversi tengah. Saiki, cara polarisasi (polarisasi optik, polarisasi termal, polarisasi lapangan listrik) bisa artificially numpes simetri inversi tengah materi saka serat optik, lan èfèktif nambah nonlinearity urutan kapindho serat optik. Nanging, cara iki mbutuhake teknologi persiapan sing rumit lan nuntut, lan mung bisa nyukupi kahanan pencocokan kuasi-fase kanthi dawa gelombang sing diskrèt. Dering resonansi serat optik adhedhasar mode tembok kumandhang mbatesi eksitasi spektrum sing amba saka harmonik kapindho. Miturut bejat simetri saka struktur lumahing serat, lumahing harmonics kapindho ing serat struktur khusus sing meningkat kanggo ombone tartamtu, nanging isih gumantung ing pulsa pump femtosecond karo daya puncak dhuwur banget. Mulane, generasi efek optik nonlinear urutan kapindho ing struktur kabeh-serat lan dandan efisiensi konversi, utamané generasi spektrum sudhut harmonics kapindho ing kurang-daya, pumping optik terus-terusan, iku masalah dhasar sing kudu ditanggulangi. ing lapangan serat optik nonlinear lan piranti, lan duwe pinunjul ngelmu penting lan nilai aplikasi sudhut.

Tim riset ing China wis ngusulake skema integrasi fase kristal gallium selenide berlapis kanthi serat mikro-nano. Kanthi njupuk kauntungan saka nonlinearitas urutan kaping pindho lan pesenan jarak jauh saka kristal gallium selenide, proses eksitasi harmonik kaping pindho lan konversi multi-frekuensi spektrum lebar diwujudake, nyedhiyakake solusi anyar kanggo nambah proses multi-parametrik ing serat lan nyiapake broadband second-harmonicsumber cahya. Eksitasi efisien efek frekuensi harmonik lan jumlah nomer loro ing skema utamane gumantung ing telung kondisi utama ing ngisor iki: jarak interaksi materi cahya sing dawa antarane gallium selenide lanserat mikro-nano, nonlinearity urutan kapindho dhuwur lan urutan long-range saka kristal gallium selenide dilapisi, lan kahanan fase cocog saka frekuensi dhasar lan mode dobel frekuensi wareg.

Ing eksperimen kasebut, serat mikro-nano sing disiapake dening sistem tapering pemindaian nyala nduweni wilayah kerucut seragam ing urutan milimeter, sing nyedhiyakake dawa aksi nonlinear sing dawa kanggo lampu pompa lan gelombang harmonik kapindho. Polarizabilitas nonlinier urutan kapindho saka kristal gallium selenide terintegrasi ngluwihi 170 pm/V, sing luwih dhuwur tinimbang polarizabilitas nonlinier intrinsik saka serat optik. Menapa malih, struktur long-macem dhawuh saka kristal gallium selenide njamin gangguan phase terus saka harmonics kapindho, menehi muter lengkap kanggo kauntungan saka dawa tumindak nonlinear gedhe ing serat mikro-nano. Liyane Jahwéh, phase cocog antarane mode basa optik pumping (HE11) lan mode urutan dhuwur harmonik kapindho (EH11, HE31) temen maujud dening Ngontrol diameteripun conthong lan banjur ngatur sawur waveguide sak preparation saka serat mikro-nano.

Kahanan ing ndhuwur nyedhiyakake pondasi kanggo eksitasi sing efisien lan lebar saka harmonik kapindho ing serat mikro-nano. Eksperimen nuduhake yen output saka harmonics kaloro ing tingkat nanowatt bisa ngrambah ing 1550 nm picosecond pulse pump laser, lan harmonics liya uga bisa bungah irit ing pump laser terus saka dawa gelombang padha, lan daya batesan minangka minangka kurang sawetara atus microwatts (Gambar 1). Salajengipun, nalika cahya pump wis lengkap kanggo telung dawa gelombang beda saka laser terus (1270/1550/1590 nm), telung harmonics kapindho (2w1, 2w2, 2w3) lan telung sinyal frekuensi jumlah (w1+w2, w1+w3, w2+ w3) diamati ing saben enem dawa gelombang konversi frekuensi. Kanthi ngganti lampu pompa kanthi sumber cahya dioda (SLED) ultra sumringah kanthi bandwidth 79,3 nm, harmonik kapindho kanthi spektrum lebar kanthi bandwidth 28,3 nm (Gambar 2). Kajaba iku, yen teknologi deposisi uap kimia bisa digunakake kanggo ngganti teknologi transfer garing ing panliten iki, lan luwih sithik lapisan kristal gallium selenide bisa tuwuh ing permukaan serat mikro-nano kanthi jarak sing adoh, efisiensi konversi harmonik kapindho samesthine. kanggo luwih apik.

Gbr. 1 Sistem generasi harmonik kapindho lan ngasilake struktur serat kabeh

Figure 2 Multi-panjang gelombang nyawiji lan spektrum sudhut harmonik kapindho ing pumping optik terus-terusan