A második harmonika gerjesztése széles spektrumban
Mivel az 1960-as években a másodrendű nemlineáris optikai hatások felfedezése a kutatók széles körű érdeklődését váltotta ki, eddig a második harmonikus és a frekvenciahatások alapján a szélsőséges ultraibolya-tól a távoli infravörös sávig terjedtlézer, nagymértékben elősegítette a lézer fejlesztését,optikaiInformációfeldolgozás, nagy felbontású mikroszkópos képalkotó és egyéb mezők. Nemlineáris szerintoptikaés a polarizációs elmélet, az egyenletes sorrendű nemlineáris optikai hatás szorosan kapcsolódik a kristály szimmetriájához, és a nemlineáris együttható nem csak a nem központi inverziós szimmetrikus közegekben nulla. Mivel a legalapvetőbb másodrendű nemlineáris hatás, a második harmonikusok nagymértékben akadályozzák azok generációját és hatékony felhasználását a kvarc rostban, az amorf forma és a központi inverzió szimmetriája miatt. Jelenleg a polarizációs módszerek (optikai polarizáció, hő polarizáció, elektromos mező polarizáció) mesterségesen megsemmisíthetik az optikai rost anyagközpont-inverziójának szimmetriáját, és hatékonyan javíthatják az optikai rost másodrendű nemlinearitását. Ez a módszer azonban összetett és igényes előkészítő technológiát igényel, és csak a kvázifázisú illesztési feltételeket képes kielégíteni diszkrét hullámhosszon. Az ECHO fali módon alapuló optikai szálas rezonáns gyűrű korlátozza a második harmonikus spektrum gerjesztését. A szál felületi szerkezetének szimmetriájának megszakításával a speciális szerkezeti rost felületi második harmonikája bizonyos mértékben fokozódik, de továbbra is a femtosekundumos szivattyú impulzusától függ, nagyon magas csúcsteljesítményű. Ezért a másodrendű nemlineáris optikai hatások generálása az összes szálas struktúrákban és a konverziós hatékonyság javulása, különös tekintettel a széles spektrumú második harmonikusok előállítására az alacsony energiájú, folyamatos optikai szivattyúzás során, az alapvető problémák, amelyeket a nemlineáris rostoptika és eszközök területén kell megoldani, és fontos tudományos jelentőséggel bírnak és széles körű alkalmazási értéket kell alkalmazni.
Egy kínai kutatócsoport egy rétegezett gallium szelenid kristályfázisú integrációs sémát javasolt a mikro-nano rostokkal. A gallium-szelenid kristályok magas másodrendű nemlinearitásának és hosszú távú rendezésének kihasználásával egy széles spektrumú második harmonikus gerjesztés és többfrekvenciás átalakítási folyamat megvalósul, új megoldást kínálva a rost többparametrikus folyamatainak fokozására és a szélessávú második fordulóban a szélessávú második harmonikus előkészítésre és a szélessávú sávok előállítására.fényforrások- A második harmonikus és összegfrekvencia-hatás hatékony gerjesztése a sémában elsősorban a következő három kulcsfontosságú feltételektől függ: a gallium-szelenid ésmikro-nano-rost, a réteges gallium szelenid kristály magas másodrendű nemlinearitása és hosszú távú sorrendje, valamint az alapfrekvencia és a frekvencia megduplázódási mód fázismegfelelő feltételei teljesülnek.
A kísérletben a lángszkaporító rendszer által készített mikro-nano-rost egységes kúpos régióval rendelkezik, amely milliméter sorrendben van, amely hosszú nemlineáris hatáshosszot biztosít a szivattyú fényéhez és a második harmonikus hullámhoz. Az integrált gallium szelenid kristály második rendű nemlineáris polarizálhatósága meghaladja a 170 pm/V-t, amely sokkal magasabb, mint az optikai rost belső nemlineáris polarizálhatósága. Ezenkívül a gallium szelenid kristály hosszú távú rendezett szerkezete biztosítja a második harmonikusok folyamatos fázis-interferenciáját, teljes játékot adva annak érdekében, hogy a mikro-nano-rostban a nagy nemlineáris hatáshosszúság legyen. Ennél is fontosabb, hogy a szivattyúzó optikai bázis mód (HE11) és a második harmonikus magas rendű mód (EH11, HE31) közötti fázis-illesztést a kúp átmérőjének szabályozásával, majd a hullámvezető diszperziós szabályozásával valósítva a mikro-nano-rost előkészítése során.
A fenti feltételek megalapozták a második harmonikus hatékony és széles sávú gerjesztését a mikro-nano-rostban. A kísérlet azt mutatja, hogy a második harmonikus nanowatt szinten történő kimenete elérhető az 1550 nm -es pikoszekundumos impulzusos szivattyú alatt, és a második harmonikusok hatékonyan is izgatottak lehetnek ugyanazon hullámhosszú folyamatos lézerszivattyú alatt, és a küszöb teljesítménye olyan alacsony, mint több száz mikrowatt (1. ábra). Továbbá, ha a szivattyú fényt három különböző hullámhosszra (1270/1550/1590 nm), három másodperces harmonikára (2W1, 2W2, 2W3) és három összegű frekvenciaszigetre (W1+W2, W1+W3, W2+W3) is kiterjesztik a hat frekvenciaváltási hullámhosszon. Ha a szivattyú fényét egy ultra-gyilkos fénykibocsátó dióda (SLED) fényforrásra cseréli, 79,3 nm sávszélességgel, egy széles spektrumú második harmonikus, 28,3 nm sávszélességgel (2. ábra). Ezen túlmenően, ha a kémiai gőzlerakódási technológia alkalmazható a tanulmányban a száraz transzfer technológia helyett, és kevesebb Gallium szelenid kristályréteg termeszthető a mikro-nano-rost felületén nagy távolságokon, akkor a második harmonikus konverziós hatékonyság várhatóan tovább javul.
FÜGE. 1 második harmonikus generációs rendszer, és minden szálas struktúrát eredményez
2. ábra Több hullámhosszú keverés és széles spektrumú második harmonikusok folyamatos optikai szivattyúzás alatt
A postai idő: május-20-2024