Oanstjoering fan twadde harmoniken yn in breed spektrum

Oanstjoering fan twadde harmoniken yn in breed spektrum

Sûnt de ûntdekking fan net-lineare optyske effekten fan twadde oarder yn 'e jierren 1960 hat dit in brede belangstelling wekke by ûndersikers, oant no ta, basearre op 'e twadde harmonyk en frekwinsje-effekten, produsearre fan 'e ekstreme ultraviolette oant de fiere ynfrareadbân fanlasers, hat de ûntwikkeling fan laser sterk befoardere,optyskynformaasjeferwurking, mikroskopyske ôfbylding mei hege resolúsje en oare fjilden. Neffens net-lineareoptyken polarisaasjeteory, it even-oarder net-lineare optyske effekt is nau besibbe oan kristalsymmetry, en de net-lineare koëffisjint is net allinich nul yn net-sintraal ynverzje symmetryske media. As it meast basale twadde-oarder net-lineare effekt, hinderje de twadde harmoniken har generaasje en effektive gebrûk yn kwartsfaser sterk fanwegen de amorfe foarm en de symmetry fan sintrumynverzje. Op it stuit kinne polarisaasjemetoaden (optyske polarisaasje, termyske polarisaasje, elektryske fjildpolarisaasje) de symmetry fan materiaalsintrumynverzje fan optyske glêstried keunstmjittich ferneatigje, en de twadde-oarder net-lineariteit fan optyske glêstried effektyf ferbetterje. Dizze metoade fereasket lykwols komplekse en easken tariedingstechnology, en kin allinich foldwaan oan de quasi-faze-oerienkomstbetingsten by diskrete golflingten. De resonante ring fan 'e optyske glêstried basearre op' e echo-muorremodus beheint de breedspektrum-eksitaasje fan twadde harmoniken. Troch de symmetry fan 'e oerflakstruktuer fan' e glêstried te brekken, wurde de oerflaktwadde harmoniken yn 'e spesjale struktuerfaser oant in bepaalde mjitte ferbettere, mar binne noch altyd ôfhinklik fan' e femtosekonde pomppuls mei heul hege pykkrêft. Dêrom binne de generaasje fan net-lineare optyske effekten fan twadde oarder yn glêstriedstrukturen en de ferbettering fan konverzje-effisjinsje, benammen de generaasje fan breedspektrum twadde harmoniken yn leech-enerzjy, trochgeande optyske pompen, de basisproblemen dy't moatte wurde oplost op it mêd fan net-lineare glêstriedoptyk en apparaten, en hawwe wichtige wittenskiplike betsjutting en brede tapassingswearde.

In ûndersyksteam yn Sina hat in laachskema foar galliumselenidekristalfaze-yntegraasje mei mikro-nanofaser foarsteld. Troch gebrûk te meitsjen fan 'e hege twadde-oarder net-lineariteit en lange-ôfstânsoarder fan galliumselenidekristallen, wurdt in breedspektrum twadde-harmonyske eksitaasje en multifrekwinsjekonverzjeproses realisearre, wat in nije oplossing biedt foar de ferbettering fan multi-parametryske prosessen yn glêstried en de tarieding fan breedbân twadde-harmonyske...ljochtboarnenDe effisjinte oanstjoering fan 'e twadde harmonyske en somfrekwinsje-effekt yn it skema hinget benammen ôf fan 'e folgjende trije wichtige betingsten: de lange ljocht-matearje-ynteraksjeôfstân tusken galliumselenide enmikro-nanofaser, de hege twadde-oarder net-lineariteit en lange-ôfstânsoarder fan it laachse galliumselenidekristal, en de faze-oerienkomstbetingsten fan 'e fûnemintele frekwinsje en frekwinsjeferdûbelingsmodus binne foldien.

Yn it eksperimint hat de mikro-nanofiber dy't taret is troch it flamme-scannende taperingssysteem in unifoarm kegelgebiet yn 'e oarder fan in millimeter, wat in lange net-lineare aksjelingte leveret foar it pompljocht en de twadde harmonyske weach. De net-lineare polarisearberens fan twadde oarder fan it yntegreare galliumselenidekristal is mear as 170 pm/V, wat folle heger is as de yntrinsyke net-lineare polarisearberens fan 'e optyske fezels. Boppedat soarget de lange-ôfstân oardere struktuer fan it galliumselenidekristal foar de trochgeande faze-ynterferinsje fan 'e twadde harmoniken, wêrtroch't it foardiel fan 'e grutte net-lineare aksjelingte yn 'e mikro-nanofiber folslein benut wurdt. Wichtiger is dat de faze-oerienkomst tusken de pompende optyske basismodus (HE11) en de twadde harmonyske hege-oarder modus (EH11, HE31) realisearre wurdt troch de kegeldiameter te kontrolearjen en dan de golfliederfersprieding te regeljen tidens de tarieding fan mikro-nanofiber.

De boppesteande omstannichheden lizze de basis foar de effisjinte en breedbân-eksitaasje fan twadde harmoniken yn mikro-nanogas. It eksperimint lit sjen dat de útfier fan twadde harmoniken op it nanowatt-nivo berikt wurde kin ûnder de 1550 nm picosekonde pulslaserpomp, en de twadde harmoniken kinne ek effisjint oanstutsen wurde ûnder de trochgeande laserpomp fan deselde golflingte, en it drompelfermogen is sa leech as ferskate hûnderten mikrowatts (Ofbylding 1). Fierder, as it pompljocht útwreide wurdt nei trije ferskillende golflingten fan trochgeande laser (1270/1550/1590 nm), wurde trije twadde harmoniken (2w1, 2w2, 2w3) en trije somfrekwinsjesignalen (w1+w2, w1+w3, w2+w3) waarnommen by elk fan 'e seis frekwinsjekonverzje-golflingten. Troch it pompljocht te ferfangen troch in ultra-stralende ljochtútstjittende diode (SLED) ljochtboarne mei in bânbreedte fan 79,3 nm, wurdt in breedspektrum twadde harmonik mei in bânbreedte fan 28,3 nm generearre (Ofbylding 2). Derneist, as gemyske dampôfsettingstechnology brûkt wurde kin om de droege oerdrachttechnology yn dizze stúdzje te ferfangen, en minder lagen galliumselenidekristallen oer lange ôfstannen op it oerflak fan mikro-nanofaser groeid wurde kinne, wurdt ferwachte dat de twadde harmonyske konverzje-effisjinsje fierder ferbettere wurdt.

FIG. 1 Systeem foar it generearjen fan twadde harmoniken en resultaten yn in struktuer mei alle glêstrieds

Figuer 2 Multi-golflingteming en breedspektrum twadde harmoniken ûnder trochgeande optyske pomping