फराकिलो स्पेक्ट्रममा दोस्रो हार्मोनिक्सको उत्तेजना

फराकिलो स्पेक्ट्रममा दोस्रो हार्मोनिक्सको उत्तेजना

सन् १९६० को दशकमा दोस्रो-क्रम ननलाइनर अप्टिकल इफेक्टहरू पत्ता लागेदेखि, अनुसन्धानकर्ताहरूको व्यापक चासो जगाएको छ, अहिलेसम्म दोस्रो हार्मोनिक, र फ्रिक्वेन्सी प्रभावहरूमा आधारित, चरम पराबैंगनीबाट टाढा इन्फ्रारेड ब्यान्डसम्म उत्पादन भएको छ।लेजरहरू, लेजर को विकास को धेरै बढावा,अप्टिकलसूचना प्रशोधन, उच्च रिजोल्युसन माइक्रोस्कोपिक इमेजिङ र अन्य क्षेत्रहरू। ननलाइनर अनुसारअप्टिक्सर ध्रुवीकरण सिद्धान्त, सम-क्रम ननलाइनर अप्टिकल प्रभाव क्रिस्टल सममितिसँग नजिकको सम्बन्धमा छ, र गैर-रेखिक गुणांक केवल गैर-केन्द्रीय उल्टो सिमेट्रिक मिडियामा शून्य हुँदैन। सबैभन्दा आधारभूत दोस्रो-क्रम ननलाइनर प्रभावको रूपमा, दोस्रो हार्मोनिक्सले आफ्नो उत्पादन र क्वार्ट्ज फाइबरमा प्रभावकारी प्रयोगमा बाधा पुर्‍याउँछ किनभने बेढब रूप र केन्द्र उल्टोको सममिति। वर्तमानमा, ध्रुवीकरण विधिहरू (अप्टिकल ध्रुवीकरण, थर्मल ध्रुवीकरण, विद्युतीय क्षेत्र ध्रुवीकरण) कृत्रिम रूपमा अप्टिकल फाइबरको सामग्री केन्द्र उल्टोको सममितिलाई नष्ट गर्न सक्छ, र प्रभावकारी रूपमा अप्टिकल फाइबरको दोस्रो-क्रम ननलाइनरिटी सुधार गर्न सक्छ। यद्यपि, यो विधिलाई जटिल र माग गर्ने तयारी प्रविधि चाहिन्छ, र अर्ध-चरण मिल्दो अवस्थाहरू मात्र अलग तरंगदैर्ध्यमा पूरा गर्न सक्छ। इको वाल मोडमा आधारित अप्टिकल फाइबर रेजोनन्ट रिङले दोस्रो हार्मोनिक्सको फराकिलो स्पेक्ट्रम उत्तेजनालाई सीमित गर्दछ। फाइबरको सतह संरचनाको सममिती तोडेर, विशेष संरचना फाइबरमा सतह दोस्रो हार्मोनिक्स निश्चित हदसम्म बढाइन्छ, तर अझै पनि धेरै उच्च शिखर शक्तिको साथ फेमटोसेकेन्ड पम्प पल्समा निर्भर हुन्छ। त्यसकारण, सबै-फाइबर संरचनाहरूमा दोस्रो-अर्डर ननलाइनर अप्टिकल प्रभावहरूको उत्पादन र रूपान्तरण दक्षताको सुधार, विशेष गरी कम-शक्तिमा चौडा-स्पेक्ट्रम दोस्रो हार्मोनिक्सको उत्पादन, निरन्तर अप्टिकल पम्पिंग, आधारभूत समस्याहरू हुन् जसलाई समाधान गर्न आवश्यक छ। ननलाइनर फाइबर अप्टिक्स र उपकरणहरूको क्षेत्रमा, र महत्त्वपूर्ण वैज्ञानिक महत्व र व्यापक अनुप्रयोग मूल्य छ।

चीनको एक अनुसन्धान टोलीले माइक्रो-नानो फाइबरको साथ एक तह ग्यालियम सेलेनाइड क्रिस्टल चरण एकीकरण योजना प्रस्ताव गरेको छ। उच्च दोस्रो-अर्डर ननलाइनरिटी र ग्यालियम सेलेनाइड क्रिस्टलहरूको लामो-दायरा क्रमको फाइदा उठाएर, एक फराकिलो-स्पेक्ट्रम दोस्रो-हार्मोनिक उत्तेजना र बहु-फ्रिक्वेन्सी रूपान्तरण प्रक्रिया महसुस गरिन्छ, बहु-प्यारामीट्रिक प्रक्रियाहरूको वृद्धिको लागि नयाँ समाधान प्रदान गर्दै। फाइबर र ब्रॉडब्यान्ड दोस्रो हार्मोनिक को तयारीप्रकाश स्रोतहरू। योजनामा ​​दोस्रो हार्मोनिक र योग फ्रिक्वेन्सी प्रभावको कुशल उत्तेजना मुख्यतया निम्न तीन मुख्य अवस्थाहरूमा निर्भर गर्दछ: ग्यालियम सेलेनाइड र बीचको लामो प्रकाश-पदार्थ अन्तरक्रिया दूरी।माइक्रो-नैनो फाइबर, उच्च दोस्रो-अर्डर nonlinearity र स्तरित ग्यालियम selenide क्रिस्टल को लामो-दायरा क्रम, र आधारभूत आवृत्ति र आवृत्ति दोब्बर मोड को चरण मिलान अवस्था सन्तुष्ट छन्।

प्रयोगमा, फ्लेम स्क्यानिङ टेपरिङ प्रणालीद्वारा तयार गरिएको माइक्रो-नानो फाइबरमा मिलिमिटरको क्रममा एकसमान कोन क्षेत्र हुन्छ, जसले पम्प लाइट र दोस्रो हार्मोनिक वेभको लागि लामो ननलाइनर एक्शन लम्बाइ प्रदान गर्दछ। एकीकृत ग्यालियम सेलेनाइड क्रिस्टलको दोस्रो-अर्डर ननलाइनर ध्रुवीकरण क्षमता 170 pm/V भन्दा बढी छ, जुन अप्टिकल फाइबरको आन्तरिक ननलाइनर ध्रुवीकरण भन्दा धेरै उच्च छ। यसबाहेक, ग्यालियम सेलेनाइड क्रिस्टलको लामो-दायरा अर्डर गरिएको संरचनाले दोस्रो हार्मोनिक्सको निरन्तर चरण हस्तक्षेप सुनिश्चित गर्दछ, माइक्रो-नानो फाइबरमा ठूलो ननलाइनर कार्य लम्बाइको फाइदाको लागि पूर्ण खेल प्रदान गर्दछ। अझ महत्त्वपूर्ण कुरा, पम्पिङ अप्टिकल बेस मोड (HE11) र दोस्रो हार्मोनिक हाई अर्डर मोड (EH11, HE31) बीचको फेज मिलान कोन व्यासलाई नियन्त्रण गरेर र त्यसपछि माइक्रो-नानो फाइबरको तयारीको क्रममा वेभगाइड फैलावटलाई नियमन गरेर महसुस गरिन्छ।

माथिका सर्तहरूले माइक्रो-नानो फाइबरमा दोस्रो हार्मोनिक्सको कुशल र फराकिलो-ब्यान्ड उत्तेजनाको लागि जग राख्छ। प्रयोगले देखाउँछ कि नानोवाट स्तरमा दोस्रो हार्मोनिक्सको आउटपुट 1550 एनएम पिकोसेकेन्ड पल्स लेजर पम्प अन्तर्गत प्राप्त गर्न सकिन्छ, र दोस्रो हार्मोनिक्स पनि समान तरंग दैर्ध्यको निरन्तर लेजर पम्प अन्तर्गत कुशलतापूर्वक उत्तेजित गर्न सकिन्छ, र थ्रेसहोल्ड शक्ति हो। धेरै सय माइक्रोवाट जति कम (चित्र १)। यसबाहेक, जब पम्प प्रकाश लगातार लेजर (1270/1550/1590 nm), तीन सेकेन्ड हार्मोनिक्स (2w1, 2w2, 2w3) र तीन योग फ्रिक्वेन्सी संकेतहरू (w1+w2, w1+w3, w2+) को तीन फरक तरंगदैर्ध्यमा विस्तार गरिन्छ। w3) प्रत्येक छ फ्रिक्वेन्सी रूपान्तरण तरंगदैर्ध्यमा अवलोकन गरिन्छ। 79.3 nm को ब्यान्डविथको साथ अल्ट्रा-रेडियन्ट लाइट-इमिटिङ डायोड (SLED) प्रकाश स्रोतको साथ पम्प लाइट प्रतिस्थापन गरेर, 28.3 nm को ब्यान्डविथको साथ चौडा स्पेक्ट्रम दोस्रो हार्मोनिक उत्पन्न हुन्छ (चित्र 2)। थप रूपमा, यदि यस अध्ययनमा ड्राई ट्रान्सफर टेक्नोलोजीलाई प्रतिस्थापन गर्न रासायनिक वाष्प निक्षेप प्रविधि प्रयोग गर्न सकिन्छ, र लामो दूरीमा माइक्रो-नानो फाइबरको सतहमा ग्यालियम सेलेनाइड क्रिस्टलको थोरै तहहरू उब्जाउन सकिन्छ भने, दोस्रो हार्मोनिक रूपान्तरण दक्षता अपेक्षित छ। थप सुधार गर्न।

अंजीर। 1 दोस्रो हार्मोनिक उत्पादन प्रणाली र सबै फाइबर संरचनामा परिणामहरू

चित्र २ लगातार अप्टिकल पम्पिङ अन्तर्गत मल्टी-वेभलेन्थ मिक्सिङ र फराकिलो स्पेक्ट्रम दोस्रो हार्मोनिक्स