Vzrušenie druhých harmonických v širokom spektre
Od objavenia nelineárnych optických účinkov druhého poriadku v 60. rokoch 20. storočia vzbudil široký záujem výskumných pracovníkov, zatiaľ na základe druhého harmonického a frekvenčných účinkov, od extrémneho ultrafialového do ďalekého infračerveného pásmalasery, výrazne podporoval rozvoj lasera,optickýSpracovanie informácií, mikroskopické zobrazovanie s vysokým rozlíšením a ďalšie polia. Podľa nelineárnychoptikaa teória polarizácie, rovnomerný nelineárny optický účinok úzko súvisí so symetriou kryštálov a nelineárny koeficient nie je nula iba v necentrálnom inverznom symetrickom médiu. Ako najzákladnejší nelineárny efekt druhého rádu, druhá harmonika výrazne bráni svojej tvorbe a efektívne použitie v kremennom vlákne kvôli amorfnej forme a symetrie stredovej inverzie. V súčasnosti môžu polarizačné metódy (optická polarizácia, tepelná polarizácia, polarizácia elektrického poľa) umelo zničiť symetriu inverzie optického vlákna z materiálového centra a účinne zlepšiť nelinearitu optického vlákna druhého poriadku. Táto metóda si však vyžaduje zložitú a náročnú technológiu prípravy a môže splniť iba podmienky zhody kvázi v diskrétnych vlnových dĺžkach. Optické vlákno rezonančné krúžok na základe režimu echo steny obmedzuje široké spektrum excitácie druhej harmoniky. Po prerušení symetrie povrchovej štruktúry vlákna sa povrchová druhá harmonika v vlákne špeciálnej štruktúry do istej miery vylepšuje, ale stále závisí od pulzu femtosekundového čerpadla s veľmi vysokým maximálnym výkonom. Preto tvorba nelineárnych optických účinkov druhého rádu vo všetkých vláknach a zlepšenie účinnosti konverzie, najmä tvorba širokých spektrových druhých harmonických harmonických v nízkoenergetickom, kontinuálnom optickom čerpaní, sú základnými problémami, ktoré je potrebné vyriešiť v oblasti optík nelineárnych vlákien a majú dôležitý vedecký význam a širokú uplatnenú hodnotu.
Výskumný tím v Číne navrhol schému integrácie fázovej fázy gallium selenidu s mikro-nano vláknami. Využívaním vysokej nelinearity druhého rádu a dlhodobého usporiadania kryštálov gália selenidov sa realizuje široko spektrum-harmonická excitácia a multifrekvenčný proces konverzie, ktorý poskytuje nové riešenie na vylepšenie viacparametrických procesov vo vlákne a príprava širokopásmovej druhej harmonickejsvetelné zdroje. Účinné budenie druhého harmonického a frekvenčného účinku v schéme v schéme závisí hlavne od nasledujúcich troch kľúčových podmienok: vzdialenosť interakcie s dlhou interakciou svetla medzi gallium selenidom amikro-nano vlákno, sú splnené vysoké nelinearity druhého rádu a dlhodobé poradie vrstveného gallium selenidového kryštálu a podmienky fázového režimu frekvencie a frekvencie režimu zdvojnásobenia frekvencie.
V experimente má mikro-nano vlákno pripravené zužujúcim sa systémom skenovania plameňa rovnomernú kužeľovú oblasť v poradí milimetra, ktorá poskytuje dlhú nelineárnu dĺžku akcie pre svetlo čerpadla a druhú harmonickú vlnu. Nelineárna polarizovateľnosť druhého rádu integrovaného kryštálu selenidu gallium presahuje 170 pm/v, čo je omnoho vyššie ako vnútorná nelineárna polarizovateľnosť optického vlákna. Okrem toho, usporiadaná štruktúra gallium selenidového kryštálu na dlhé vzdialenosti zaisťuje interferenciu druhej harmoniky kontinuálnej fázy, čo dáva plnú hru v prospech veľkej nelineárnej akčnej dĺžky vo vlákne mikro-nano. A čo je dôležitejšie, fázová zhoda medzi pumpujúcim optickým základným režimom (HE11) a druhým harmonickým režimom vysokého rádu (EH11, HE31) sa realizuje ovládaním kužeľa a potom reguláciou disperzie vlnovodu počas prípravy mikropodnikových vlákien.
Vyššie uvedené podmienky ležali základ pre efektívne a širokopásmové excitácie druhej harmoniky v mikro-nano vlákne. Experiment ukazuje, že výstup druhých harmonických na úrovni nanowatt sa dá dosiahnuť pri pikno -pulznom pulznom pumpe 1550 nm a druhá harmonika je možné účinne excitovať pod kontinuálnym laserovým pumpou rovnakej vlnovej dĺžky a prahová energia je nízka ako niekoľko stoviek mikrovravín (obrázok 1). Ďalej, keď sa svetlo čerpadla rozširuje na tri rôzne vlnové dĺžky kontinuálneho lasera (1270/1550/1590 nm), pri každom zo zo šiestich frekvenčných konverzných dĺžok sú pozorované tri sekundové harmonické (2W1, 2W2, 2W3) a tri frekvenčné signály sum (W1+W2, W1+W3, W2+W3). Nahradením svetla čerpadla za ultra-rediant svetlo emiting diódu (sánok) zdrojom svetla za pásm 79,3 nm sa generuje široko spektrová druhá harmonická s šírkou pásma 28,3 nm (obrázok 2). Okrem toho, ak sa v tejto štúdii môže nahradiť technológiu suchého prenosu technológie suchého prenosu a technológia chemického depozície pary sa môže použiť na povrchu mikro-nano vlákniny na dlhé vzdialenosti, očakáva sa, že druhá účinnosť konverzie harmonickej premeny sa môže ďalej pestovať.
Obr. 1 sekundový systém generovania harmonických a vedie k štruktúre všetkých vlákien
Obrázok 2 miešanie viacerých vlnových dĺžok a širokospektrálne sekundové harmonické pri kontinuálnom optickom čerpaní
Čas príspevku: máj-20-2024