Eċċitazzjoni tat-tieni armoniċi fi spettru wiesa'

Eċċitazzjoni tat-tieni armoniċi fi spettru wiesa'

Minn mindu ġew skoperti effetti ottiċi mhux lineari tat-tieni ordni fis-snin sittin, qajjem interess wiesa' fost ir-riċerkaturi, s'issa, ibbażati fuq it-tieni armonika, u l-effetti tal-frekwenza, prodotti mill-ultravjola estrem sal-medda infra-aħmar imbiegħed ta'lejżers, ippromwova bil-kbir l-iżvilupp tal-lejżer,ottikuipproċessar tal-informazzjoni, immaġini mikroskopiċi b'riżoluzzjoni għolja u oqsma oħra. Skont mhux lineariottika...u t-teorija tal-polarizzazzjoni, l-effett ottiku mhux lineari ta' ordni ugwali huwa relatat mill-qrib mas-simetrija tal-kristall, u l-koeffiċjent mhux lineari mhuwiex żero biss f'mezzi simmetriċi ta' inverżjoni mhux ċentrali. Bħala l-aktar effett mhux lineari bażiku tat-tieni ordni, it-tieni armoniċi jfixklu ħafna l-ġenerazzjoni u l-użu effettiv tagħhom fil-fibra tal-kwarz minħabba l-forma amorfa u s-simetrija tal-inverżjoni taċ-ċentru. Fil-preżent, il-metodi ta' polarizzazzjoni (polarizzazzjoni ottika, polarizzazzjoni termali, polarizzazzjoni tal-kamp elettriku) jistgħu jeqirdu artifiċjalment is-simetrija tal-inverżjoni taċ-ċentru tal-materjal tal-fibra ottika, u jtejbu b'mod effettiv in-nonlinearità tat-tieni ordni tal-fibra ottika. Madankollu, dan il-metodu jeħtieġ teknoloġija ta' preparazzjoni kumplessa u impenjattiva, u jista' jissodisfa biss il-kundizzjonijiet ta' tqabbil kważi-fażi f'tul ta' mewġ diskret. Iċ-ċirku reżonanti tal-fibra ottika bbażat fuq il-modalità tal-ħajt tal-eku jillimita l-eċitazzjoni tal-ispettru wiesa' tat-tieni armoniċi. Billi tkisser is-simetrija tal-istruttura tal-wiċċ tal-fibra, it-tieni armoniċi tal-wiċċ fil-fibra bi struttura speċjali huma msaħħa sa ċertu punt, iżda xorta jiddependu fuq il-polz tal-pompa femtosekonda b'qawwa massima għolja ħafna. Għalhekk, il-ġenerazzjoni ta' effetti ottiċi mhux lineari tat-tieni ordni fi strutturi tal-fibra kollha u t-titjib tal-effiċjenza tal-konverżjoni, speċjalment il-ġenerazzjoni ta' armoniċi sekondarji ta' spettru wiesa' f'ippumpjar ottiku kontinwu ta' enerġija baxxa, huma l-problemi bażiċi li jeħtieġ li jiġu solvuti fil-qasam tal-fibra ottika u l-apparati mhux lineari, u għandhom sinifikat xjentifiku importanti u valur ta' applikazzjoni wiesgħa.

Tim ta' riċerka fiċ-Ċina ppropona skema ta' integrazzjoni tal-fażi tal-kristall tas-selenur tal-gallju f'saffi b'fibra mikro-nano. Billi jittieħed vantaġġ min-nonlinearità għolja tat-tieni ordni u l-ordni fuq medda twila tal-kristalli tas-selenur tal-gallju, jiġu realizzati proċess ta' eċċitazzjoni tat-tieni armonika ta' spettru wiesa' u konverżjoni ta' frekwenza multipla, li jipprovdi soluzzjoni ġdida għat-titjib ta' proċessi multi-parametriċi fil-fibra u l-preparazzjoni ta' fażi tat-tieni armonika broadband.sorsi tad-dawlL-eċitazzjoni effiċjenti tat-tieni armonika u l-effett tal-frekwenza tas-somma fl-iskema tiddependi prinċipalment fuq it-tliet kundizzjonijiet ewlenin li ġejjin: id-distanza twila ta' interazzjoni bejn id-dawl u l-materja bejn is-seleniur tal-gallju ufibra mikro-nano, in-nonlinearità għolja tat-tieni ordni u l-ordni fuq medda twila tal-kristall tas-selenur tal-gallju f'saffi, u l-kundizzjonijiet ta' tqabbil tal-fażi tal-frekwenza fundamentali u l-modalità ta' rduppjar tal-frekwenza huma ssodisfati.

Fl-esperiment, il-fibra mikro-nano ppreparata mis-sistema ta' tapering tal-iskannjar tal-fjamma għandha reġjun ta' kon uniformi fl-ordni ta' millimetru, li jipprovdi tul ta' azzjoni mhux lineari twil għad-dawl tal-pompa u t-tieni mewġa armonika. Il-polarizzabbiltà mhux lineari tat-tieni ordni tal-kristall integrat tas-selenur tal-gallju taqbeż il-170 pm/V, li hija ħafna ogħla mill-polarizzabbiltà mhux lineari intrinsika tal-fibra ottika. Barra minn hekk, l-istruttura ordnata fuq medda twila tal-kristall tas-selenur tal-gallju tiżgura l-interferenza kontinwa tal-fażi tat-tieni armoniċi, u tagħti rwol sħiħ lill-vantaġġ tat-tul ta' azzjoni mhux lineari kbir fil-fibra mikro-nano. Aktar importanti minn hekk, it-tqabbil tal-fażi bejn il-modalità bażi ottika tal-ippumpjar (HE11) u l-modalità ta' ordni għolja armonika tat-tieni ordni (EH11, HE31) huwa realizzat billi jiġi kkontrollat ​​id-dijametru tal-kon u mbagħad jiġi rregolat id-dispersjoni tal-gwida tal-mewġa waqt il-preparazzjoni tal-fibra mikro-nano.

Il-kundizzjonijiet ta’ hawn fuq jistabbilixxu l-pedament għall-eċitazzjoni effiċjenti u ta’ medda wiesgħa ta’ armoniċi sekondarji f’fibra mikro-nano. L-esperiment juri li l-output ta’ armoniċi sekondarji fil-livell tan-nanowatt jista’ jinkiseb taħt il-pompa tal-lejżer tal-polz pikosekonda ta’ 1550 nm, u t-tieni armoniċi jistgħu wkoll jiġu eċċitati b’mod effiċjenti taħt il-pompa tal-lejżer kontinwa tal-istess wavelength, u l-qawwa limitu hija baxxa daqs diversi mijiet ta’ mikrowatts (Figura 1). Barra minn hekk, meta d-dawl tal-pompa jiġi estiż għal tliet wavelengths differenti ta’ lejżer kontinwu (1270/1550/1590 nm), tliet armoniċi sekondarji (2w1, 2w2, 2w3) u tliet sinjali ta’ frekwenza tas-somma (w1+w2, w1+w3, w2+w3) jiġu osservati f’kull wieħed mis-sitt wavelengths tal-konverżjoni tal-frekwenza. Billi d-dawl tal-pompa jiġi sostitwit b'sors ta' dawl ultra-radjanti ta' dijodu li jarmi d-dawl (SLED) b'bandwidth ta' 79.3 nm, tiġi ġġenerata t-tieni armonika ta' spettru wiesa' b'bandwidth ta' 28.3 nm (Figura 2). Barra minn hekk, jekk it-teknoloġija tad-depożizzjoni tal-fwar kimiku tista' tintuża biex tissostitwixxi t-teknoloġija tat-trasferiment niexef f'dan l-istudju, u inqas saffi ta' kristalli tas-selenur tal-gallju jistgħu jitkabbru fuq il-wiċċ tal-fibra mikro-nano fuq distanzi twal, l-effiċjenza tal-konverżjoni tat-tieni armonika hija mistennija li titjieb aktar.

FIG. 1 Sistema ta' ġenerazzjoni tat-tieni armonika u riżultati fi struttura ta' fibra kollha

Figura 2 Taħlit ta' tulijiet ta' mewġ multipli u armoniċi sekondarji ta' spettru wiesa' taħt ippumpjar ottiku kontinwu