Antrųjų harmonikų sužadinimas plačiame spektre

Antrųjų harmonikų sužadinimas plačiame spektre

Nuo tada, kai septintajame dešimtmetyje buvo atrasti antros eilės netiesiniai optiniai efektai, jie sukėlė didelį tyrėjų susidomėjimą, iki šiol, remiantis antrosios harmonikos ir dažnio efektais, buvo sukurta nuo ekstremalių ultravioletinių iki tolimųjų infraraudonųjų spindulių.lazeriai, labai paskatino lazerio plėtrą,optinisinformacijos apdorojimas, didelės raiškos mikroskopinis vaizdas ir kitose srityse. Pagal netiesinįoptikair poliarizacijos teorija, lyginės eilės netiesinis optinis efektas yra glaudžiai susijęs su kristalų simetrija, o netiesinis koeficientas nėra lygus nuliui tik necentrinėje inversijos simetrinėje terpėje. Kaip pagrindinis antros eilės netiesinis efektas, antrosios harmonikos labai trukdo jas generuoti ir efektyviai naudoti kvarco pluošte dėl amorfinės formos ir centro inversijos simetrijos. Šiuo metu poliarizacijos metodai (optinė poliarizacija, šiluminė poliarizacija, elektrinio lauko poliarizacija) gali dirbtinai sunaikinti optinio pluošto medžiagos centro inversijos simetriją ir veiksmingai pagerinti antrosios eilės netiesiškumą. Tačiau šis metodas reikalauja sudėtingos ir daug reikalaujančios paruošimo technologijos ir gali atitikti kvazifazių suderinimo sąlygas tik esant atskiriems bangos ilgiams. Optinio pluošto rezonansinis žiedas, pagrįstas aido sienelės režimu, riboja plataus spektro antrųjų harmonikų sužadinimą. Pažeidus pluošto paviršiaus struktūros simetriją, antrosios paviršiaus harmonikos specialios struktūros pluošte tam tikru mastu sustiprėja, tačiau vis tiek priklauso nuo femtosekundės siurblio impulso su labai didele didžiausia galia. Todėl antros eilės netiesinių optinių efektų generavimas visų skaidulų struktūrose ir konversijos efektyvumo didinimas, ypač plataus spektro antrųjų harmonikų generavimas mažos galios, nuolatinio optinio siurbimo metu yra pagrindinės problemos, kurias reikia išspręsti. netiesinės skaidulinės optikos ir prietaisų srityje ir turi svarbią mokslinę reikšmę bei plačią taikymo vertę.

Mokslininkų komanda Kinijoje pasiūlė sluoksniuotą galio selenido kristalų fazės integravimo schemą su mikronano pluoštu. Pasinaudojus dideliu galio selenido kristalų antros eilės netiesiškumu ir tolimojo išsidėstymu, realizuojamas plataus spektro antrosios harmonikos sužadinimo ir kelių dažnių konversijos procesas, suteikiantis naują sprendimą daugiaparametrinių procesų pagerinimui. šviesolaidžio ir plačiajuosčio ryšio antrosios harmonikos paruošimasšviesos šaltiniai. Efektyvus antrojo harmoninio ir suminio dažnio efekto sužadinimas schemoje daugiausia priklauso nuo šių trijų pagrindinių sąlygų: ilgo šviesos ir medžiagos sąveikos atstumo tarp galio selenido irmikro nano pluošto, yra patenkintas aukštas antros eilės netiesiškumas ir tolimojo sluoksnio galio selenido kristalo tvarka bei pagrindinio dažnio ir dažnio padvigubinimo režimo fazių atitikimo sąlygos.

Eksperimente mikro-nano pluoštas, paruoštas naudojant liepsnos nuskaitymo smailėjančią sistemą, turi vienodą milimetro kūgio sritį, kuri užtikrina ilgą netiesinį siurblio šviesos ir antrosios harmoninės bangos veikimo ilgį. Antros eilės netiesinis integruoto galio selenido kristalo poliarizuotumas viršija 170 pm / V, o tai yra daug didesnis nei vidinis netiesinis optinio pluošto poliarizavimas. Be to, toli sutvarkyta galio selenido kristalo struktūra užtikrina nuolatinius antrųjų harmonikų fazių trukdžius, suteikdama visišką žaismą, kad būtų naudingas didelis netiesinis veikimo ilgis mikro-nano pluošte. Dar svarbiau, kad fazių suderinimas tarp siurbimo optinio pagrindinio režimo (HE11) ir antrojo harmoninio aukšto lygio režimo (EH11, HE31) realizuojamas kontroliuojant kūgio skersmenį ir tada reguliuojant bangolaidžio dispersiją ruošiant mikro nanopluoštą.

Pirmiau nurodytos sąlygos sudaro pagrindą efektyviam ir plačiajuosčiui antrųjų harmonikų sužadinimui mikro-nano pluošte. Eksperimentas rodo, kad antrųjų harmonikų išvestis nanovatų lygyje gali būti pasiekta naudojant 1550 nm pikosekundinį impulsinį lazerinį siurblį, o antrosios harmonikos taip pat gali būti efektyviai sužadintos naudojant to paties bangos ilgio nuolatinį lazerinį siurblį, o slenkstinė galia yra tokia. maža – keli šimtai mikrovatų (1 pav.). Be to, kai siurblio šviesa išplečiama iki trijų skirtingų bangų ilgių nuolatinio lazerio (1270/1550/1590 nm), trijų antrųjų harmonikų (2w1, 2w2, 2w3) ir trijų suminio dažnio signalų (w1+w2, w1+w3, w2+). w3) stebimi kiekviename iš šešių dažnio konvertavimo bangų ilgių. Siurblio lemputę pakeitus itin spinduliuojančiu šviesos diodu (SLED) šviesos šaltiniu, kurio dažnių juostos plotis yra 79,3 nm, sukuriama plataus spektro antroji harmonika, kurios dažnių juostos plotis yra 28,3 nm (2 pav.). Be to, jei šiame tyrime galima naudoti cheminio nusodinimo iš garų technologiją, kuri pakeis sauso perdavimo technologiją, o mikro-nano pluošto paviršiuje dideliais atstumais galima išauginti mažiau galio selenido kristalų sluoksnių, tikimasi antrojo harmoninio konversijos efektyvumo. toliau tobulinti.

Fig. 1 Antroji harmonikų generavimo sistema ir rezultatas yra viso pluošto struktūra

2 pav. Kelių bangų ilgio maišymas ir plataus spektro antrosios harmonikos nuolatinio optinio siurbimo metu