Excitația a doua armonică într -un spectru larg
De la descoperirea efectelor optice neliniare de ordinul doi în anii '60, a stârnit un interes larg al cercetătorilor, până în prezent, bazat pe a doua efecte armonice și de frecvență, a produs de la ultravioletul extrem până la banda de infraroșu îndepărtatlasere, a promovat foarte mult dezvoltarea laserului,opticPrelucrarea informațiilor, imagini microscopice de înaltă rezoluție și alte câmpuri. Potrivit neliniaruluiopticăși teoria polarizării, efectul optic neliniar de ordine este strâns legat de simetria cristalului, iar coeficientul neliniar nu este zero doar în mediile simetrice de inversare non-centrală. Ca cel mai de bază efect neliniar de ordinul doi, a doua armonică împiedică foarte mult generarea lor și utilizarea eficientă în fibra de cuarț din cauza formei amorfe și a simetriei inversării centrale. În prezent, metodele de polarizare (polarizarea optică, polarizarea termică, polarizarea câmpului electric) pot distruge artificial simetria inversării centrului material al fibrei optice și îmbunătățesc eficient neliniaritatea de ordinul doi a fibrei optice. Cu toate acestea, această metodă necesită o tehnologie de pregătire complexă și solicitantă și poate satisface doar condițiile de potrivire cu cvasi-faza la lungimi de undă discrete. Inelul rezonant al fibrei optice bazat pe modul Echo Wall limitează excitația spectrului larg a celei de -a doua armonice. Prin ruperea simetriei structurii de suprafață a fibrei, a doua armonică de suprafață din fibra de structură specială este îmbunătățită într -o anumită măsură, dar depind totuși de pulsul pompei femtosecunde cu o putere de vârf foarte mare. Prin urmare, generarea de efecte optice neliniare de ordinul doi în structurile de toate fibre și îmbunătățirea eficienței conversiei, în special generarea de armonice cu spectru larg în pomparea optică continuă, cu putere redusă, sunt problemele de bază care trebuie rezolvate în domeniul fibrelor neliniare și ale dispozitivelor și au o semnificație științifică importantă și o valoare largă de aplicare.
O echipă de cercetare din China a propus o schemă de integrare a fazelor de cristal de selenidă de galiu stratificat cu fibre micro-nano. By taking advantage of the high second-order nonlinearity and long-range ordering of gallium selenide crystals, a wide-spectrum second-harmonic excitation and multi-frequency conversion process are realized, providing a new solution for the enhancement of multi-parametric processes in fiber and the preparation of broadband second-harmonicsurse de lumină. Excitația eficientă a celui de-al doilea efect armonic și de frecvență de sumă în schemă depinde în principal de următoarele trei condiții cheie: distanța de interacțiune lungă a luminii de lumină între selenida de galiu șiFibra micro-nano, sunt satisfăcute neliniaritatea ridicată de ordinul doi și ordinea pe termen lung a cristalului de selenidă de galiu stratificat, precum și condițiile de potrivire a fazelor din modul fundamental de frecvență și de dublare a frecvenței.
În experiment, fibra micro-nano preparată de sistemul de conic pentru scanarea flăcării are o regiune de con de conuri uniformă de ordinul milimetrului, care oferă o lungă lungime de acțiune neliniară pentru lumina pompei și a doua undă armonică. Polarizabilitatea neliniară de ordinul doi a cristalului de selenidă de galiu integrat depășește 170 pm/v, care este mult mai mare decât polarizabilitatea neliniară intrinsecă a fibrei optice. Mai mult decât atât, structura ordonată de lungă durată a cristalului de selenidă de galiu asigură interferența continuă a fazei a celei de-a doua armonice, oferind un joc complet avantajului lungimii mari de acțiune neliniară în fibra micro-nano. Mai important, potrivirea fazelor dintre modul de bază optică de pompare (HE11) și cel de-al doilea mod armonic de înaltă comandă (EH11, HE31) este realizat prin controlul diametrului conului și apoi reglarea dispersiei ghidului de undă în timpul pregătirii fibrei micro-nano.
Condițiile de mai sus pun baza pentru excitația eficientă și cu bandă largă a celei de-a doua armonice în fibra micro-nano. Experimentul arată că ieșirea a doua armonică la nivelul nanowatt poate fi obținută sub pompa laser Picosecund Picsecond de 1550 nm, iar a doua armonică poate fi excitată eficient sub pompa laser continuă de aceeași lungime de undă, iar puterea pragului este la fel de scăzută ca câteva sute de microwati (Figura 1). În plus, atunci când lumina pompei este extinsă la trei lungimi de undă diferite ale laserului continuu (1270/1550/1590 nm), trei secunde de armonice (2W1, 2W2, 2W3) și trei semnale de frecvență de sumă (W1+W2, W1+W3, W2+W3) sunt observate la fiecare dintre cele șase lungimi de undă de conversie a frecvenței. Prin înlocuirea luminii pompei cu o sursă de lumină ultra-radiantă cu emisie de lumină (sanie) cu o lățime de bandă de 79,3 nm, este generată un al doilea armonic cu spectru larg cu o lățime de bandă de 28,3 nm (Figura 2). În plus, dacă tehnologia de depunere a vaporilor chimici poate fi utilizată pentru a înlocui tehnologia de transfer uscat în acest studiu și mai puține straturi de cristale de selenidă de galiu pot fi cultivate pe suprafața fibrei micro-nano pe distanțe lungi, a doua eficiență de conversie armonică este de așteptat să fie îmbunătățită în continuare.
SMOCHIN. 1 al doilea sistem de generare armonică și are ca rezultat structura tuturor fibrelor
Figura 2 amestecare cu lungime de undă și cu spectru larg a doua armonică sub pompare optică continuă
Timpul post: 20-2024 mai