Excitatioun vun zweeter Harmonie an engem breede Spektrum

Excitatioun vun zweeter Harmonie an engem breede Spektrum

Zënter der Entdeckung vun zweeter Uerdnung opteschen opteschen Effekter an den 1960er Joren, huet d'Fuerscher vill Interessi erwächt, bis elo, baséiert op der zweeter Harmonie, a Frequenzeffekter, vun der extremer Ultraviolet bis zum wäiten Infraroutband produzéiert.Laser, staark d'Entwécklung vu Laser gefördert,opteschInformatiounsveraarbechtung, héichopléisende mikroskopesch Imaging an aner Felder. Geméiss net-linearoptikan d'Polariséierungstheorie ass den net-linearen opteschen Effekt vun der souguer Uerdnung enk mat der Kristallsymmetrie verbonnen, an den net-lineare Koeffizient ass net null nëmmen an net-zentrale Inversiounssymmetresche Medien. Als déi meescht Basis zweeter Uerdnung net-linear Effekt, behënneren déi zweet Harmonie staark hir Generatioun an effektiv Notzung a Quarzfaser wéinst der amorpher Form an der Symmetrie vun der Zentruminversioun. Am Moment, Polariséierungsmethoden (optesch Polariséierung, thermesch Polariséierung, elektresch Feldpolariséierung) kënnen d'Symmetrie vum Materialzentrum Inversioun vun opteschen Faser kënschtlech zerstéieren, an effektiv d'zweet-Uerdnung Nonlinearitéit vun opteschen Faser verbesseren. Wéi och ëmmer, dës Method erfuerdert komplex an usprochsvoll Virbereedungstechnologie, a kann nëmmen déi quasi-Phase passende Konditioune bei diskrete Wellelängten erfëllen. Den opteschen Faserresonanzring baséiert op dem Echo-Mauermodus limitéiert de breet Spektrum-Excitatioun vun zweeter Harmonie. Duerch d'Breechung vun der Symmetrie vun der Uewerflächestruktur vun der Faser, ginn d'Uewerfläch zweet Harmoniken an der spezieller Strukturfaser zu engem gewëssen Mooss verstäerkt, awer ofhängeg vun der Femtosecond-Pumpe-Puls mat ganz héijer Spëtzkraaft. Dofir sinn d'Generatioun vun zweeter Uerdnung net-linearen opteschen Effekter an all-Faserstrukturen an d'Verbesserung vun der Konvertéierungseffizienz, besonnesch d'Generatioun vu breet-Spektrum zweeter Harmonie bei gerénger Kraaft, kontinuéierlecher opteschen Pompelen, sinn d'Basisprobleemer déi geléist musse ginn. am Beräich vun net-lineare Léngen Optik an Apparater, an hu wichteg wëssenschaftlech Bedeitung a breet Applikatioun Wäert.

E Fuerschungsteam a China huet e geschichte Gallium Selenid Kristallphase Integratiounsschema mat Mikro-Nanofaser proposéiert. Andeems Dir vun der héijer zweeter Uerdnung Nonlinearitéit a Wäitschoss Uerdnung vu Gallium Selenid Kristalle profitéiert, gëtt e breet-Spektrum zweet-harmonesch Excitatioun a Multi-Frequenz Konversiounsprozess realiséiert, déi eng nei Léisung fir d'Verbesserung vu multiparametresche Prozesser ubitt. Léngen an d'Virbereedung vun Breetband zweet-harmoneschLiichtquellen. Déi effizient Excitatioun vum zweeten Harmonie- a Sumfrequenzeffekt am Schema hänkt haaptsächlech vun de folgenden dräi Schlësselbedéngungen of: déi laang Liicht-Matière Interaktiounsdistanz tëscht Gallium Selenid aMikro-Nanofaser, déi héich zweeter Uerdnung Nonlinearitéit a Wäitschoss Uerdnung vun der layered Gallium Selenide Kristallsglas produzéiert, an der Phase passende Konditiounen vun der fundamental Frequenz an Frequenz Verdueblung Modus sinn zefridden.

Am Experiment huet d'Mikro-Nano-Faser, déi vum Flammescanner-Tapering-System virbereet ass, eng eenheetlech Kegelregioun an der Uerdnung vu Millimeter, déi eng laang netlinear Handlungslängt fir d'Pompelliicht an déi zweet harmonesch Welle gëtt. Déi zweet Uerdnung net-linear Polariséierung vum integréierte Gallium Selenid-Kristall iwwerschreift 170 pm / V, wat vill méi héich ass wéi déi intrinsesch net-linear Polariséierung vun der optescher Faser. Ausserdeem suergt déi laangfristeg bestallt Struktur vum Gallium Selenidkristall déi kontinuéierlech Phaseinterferenz vun den zweeten Harmonie, déi voll Spill zum Virdeel vun der grousser netlinearer Handlungslängt an der Mikro-Nanofaser gëtt. Méi wichteg ass d'Phasematchung tëscht dem pompelen opteschen Basismodus (HE11) an dem zweeten harmonesche Héichuerdnungsmodus (EH11, HE31) realiséiert duerch d'Kontroll vum Kegelduerchmiesser an d'Reguléierung vun der Waveguide Dispersioun während der Virbereedung vu Mikro-Nanofaser.

Déi uewe Konditioune leeën d'Basis fir déi effizient a breetband-Excitatioun vun zweeter Harmonie a Mikro-Nanofaser. D'Experiment weist datt d'Ausgab vun der zweeter Harmonie um Nanowatt-Niveau ënner der 1550 nm Picosecond-Puls-Laserpompel erreecht ka ginn, an déi zweet Harmonie kënnen och effizient ënner der kontinuéierlecher Laserpompel vun der selwechter Wellelängt opgereegt ginn, an d'Schwellkraaft ass wéi niddereg wéi e puer honnert Mikrowatt (Figur 1). Weider, wann der Pompel Liichtjoer op dräi verschidde Wellelängte vun kontinuéierlech Laser verlängert gëtt (1270/1550/1590 nm), dräi zweet Harmonie (2w1, 2w2, 2w3) an dräi Zomm Frequenz Signaler (w1 + w2, w1 + w3, w2 + w3) ginn op jiddereng vun de sechs Frequenzkonversiounswellelängten observéiert. Andeems Dir d'Pompelliicht duerch eng ultrastrahlend Liichtdiode (SLED) Liichtquell mat enger Bandbreedung vun 79,3 nm ersetzt, gëtt eng breetspektrum zweet Harmonie mat enger Bandbreedung vun 28,3 nm generéiert (Figur 2). Ausserdeem, wann d'chemesch Dampdepositiounstechnologie ka benotzt ginn fir d'Trockentransfertechnologie an dëser Etude ze ersetzen, a manner Schichten vu Gallium Selenid-Kristalle kënnen op der Uewerfläch vu Mikro-Nanofaser iwwer laang Distanzen ugebaut ginn, gëtt déi zweet harmonesch Konversiounseffizienz erwaart. weider verbessert ze ginn.

FIG. 1 Second Harmonic Generatioun System a Resultater an all-Faser Struktur

Figur 2 Multi-Wellelängt Vermëschung a breet Spektrum zweet Harmonie ënner kontinuéierlech opteschen pompelen