Wzbudzenie drugiej harmonicznej w szerokim spektrum
Od czasu odkrycia nieliniowych efektów optycznych drugiego rzędu w latach 60. XX wieku wzbudziło do tej pory szerokie zainteresowanie badaczy, oparte na drugiej harmonicznej i efektach częstotliwości, od ekstremalnego ultrafioletu do dalekiego podczerwieni pasma z dalekiej podczerwieniLasery, bardzo promował rozwój lasera,optycznyPrzetwarzanie informacji, mikroskopowe obrazowanie o wysokiej rozdzielczości i inne pola. Według nieliniowychoptykai teoria polaryzacji, nieliniowy efekt optyczny z rzędu jest ściśle powiązany z symetrią kryształów, a współczynnik nieliniowy nie jest zerowy tylko w niekomentralnych podłożu symetrycznym inwersji. Jako najbardziej podstawowy efekt nieliniowy drugiego rzędu, druga harmoniczna znacznie utrudnia ich generowanie i efektywne zastosowanie w włóknie kwarcowym ze względu na formę amorficzną i symetrię inwersji środkowej. Obecnie metody polaryzacji (polaryzacja optyczna, polaryzacja termiczna, polaryzacja pola elektrycznego) mogą sztucznie zniszczyć symetrię inwersji środkowego materiału optycznego i skutecznie poprawić nieliniowość włókna optycznego drugiego rzędu. Jednak ta metoda wymaga złożonej i wymagającej technologii przygotowawczej i może spełniać jedynie warunki dopasowywania quasi-fazowych przy dyskretnych długościach fal. Pierścień rezonansowy światłowodowej oparty na trybie ściany echa ogranicza wzbudzenie szerokiego spektrum drugiego harmonicznego. Przerywając symetrię struktury powierzchni włókna, drugie harmoniczne powierzchni w specjalnym włóknie struktury są w pewnym stopniu wzmocnione, ale nadal zależą od impulsu pompy femtosekundowej o bardzo wysokiej mocy szczytowej. Dlatego generowanie nieliniowych efektów optycznych drugiego rzędu w strukturach wszystkich włókien i poprawa wydajności konwersji, zwłaszcza wytwarzanie drugiej harmoniki o szerokim spektrum obrotu w niskiej mocy, ciągłego pompowania optycznego, są podstawowymi problemami, które należy rozwiązać w dziedzinie nieliniowej optyki i urządzeń z włókna i urządzeń oraz mają ważną naukową znaczenie i szeroką wartość aplikacji.
Zespół badawczy w Chinach zaproponował warstwowy schemat integracji fazy kryształów galu z włóknem mikro-nano. Korzystając z wysokiej nieliniowości drugiego rzędu i uporządkowania kryształów selenidowych galu, realizowany jest szeroko zakrojony proces wzbudzenia drugiego harmonicznego i konwersji wielokrotność, zapewniając nowe rozwiązanie do zwiększenia procesów wieloparametrycznych w włóknie i przygotowywaniu szerokopasmowego drugiego pasma szarmowegoźródła światła. Skuteczne wzbudzenie drugiego efektu częstotliwości harmonicznej i sumy na schemacie zależy głównie od następujących trzech kluczowych warunków: długiej odległości interakcji światła między selenidem galu iMICRO-NANO FIBER, spełnione są wysokie nieliniowość drugiego rzędu i rzędu długiego zasięgu warstwowego kryształu selenidu galu oraz warunki dopasowywania fazy podstawowej częstotliwości i trybu podwojenia częstotliwości.
W eksperymencie włókno mikro-nano przygotowane przez system zwężenia płomienia ma jednolity obszar stożkowy w rzędu milimetra, który zapewnia długą nieliniową długość działania dla światła pompy i drugiej fali harmonicznej. Nieliniowa polaryzowalność drugiego rzędu zintegrowanego kryształu selenidu galu przekracza 170 pm/v, co jest znacznie wyższe niż wewnętrzna nieliniowa polaryzowalność światłowodu. Ponadto uporządkowana struktura kryształu selenidu galu zapewnia ciągłą interferencję fazową drugiej harmonicznej, dając pełną grę na korzyść dużej nieliniowej długości działania w włóknie mikro-nano. Co ważniejsze, dopasowanie fazy między pompującym trybem podstawy optycznej (HE11) a drugim trybem harmonicznym wysokiego rzędu (EH11, HE31) jest realizowane poprzez kontrolowanie średnicy stożka, a następnie regulując dyspersję falowodu podczas przygotowywania włókna mikro-nano.
Powyższe warunki stanowią podstawę wydajnego i szerokiego wzbudzenia drugiego harmonicznego w mikro-nano. Eksperyment pokazuje, że wyjście drugiej harmonicznej na poziomie nanowatowym można osiągnąć pod pompą laserową pikosekundowego pulsowego 1550 nm, a drugie harmoniczne mogą być również skutecznie wzbudzone pod ciągłą pompą laserową o tej samej długości fali, a moc progowa jest tak niska jak kilkaset mikrowatów (ryc. 1). Ponadto, gdy światło pompy jest rozszerzone do trzech różnych długości fal ciągłego lasera (1270/1550/1590 nm), zaobserwowano trzy drugie harmoniczne (2w1, 2w2, 2w3) i trzy sygnały częstotliwości (W1+W2, W1+W3, W2+W3). Zastępując światło pompy ultra-letnim źródłem światła emitujące światło (sanki) z szerokością pasma 79,3 nm, generuje się druga harmoniczna o szerokim spektrum. Ponadto, jeśli w tym badaniu można zastosować technologię osadzania pary chemicznej w celu zastąpienia technologii przenoszenia suchego, a mniej warstw kryształów selenidu galu może być uprawiane na powierzchni włókna mikro-nano na duże odległości, oczekuje się, że druga wydajność konwersji harmonicznej zostanie jeszcze bardziej ulepszona.
FIGA. 1 drugi system generowania harmonicznego i powoduje strukturę w całości
Rycina 2 Mieszanie o długości wielo falownictwa i drugie harmoniczne o szerokim spektrum przy ciągłym pompowaniu optycznym
Czas po: maja 20-2024