Cyffro ail harmonics mewn sbectrwm eang

Cyffro ail harmonics mewn sbectrwm eang

Ers darganfod effeithiau optegol aflinol ail-drefn yn y 1960au, wedi ennyn diddordeb eang ymchwilwyr, hyd yn hyn, yn seiliedig ar yr ail effeithiau harmonig, ac amlder, wedi cynhyrchu o'r uwchfioled eithafol i'r band isgoch pell olaserau, wedi hyrwyddo datblygiad laser yn fawr,optegolprosesu gwybodaeth, delweddu microsgopig cydraniad uchel a meysydd eraill. Yn ôl aflinoloptega theori polareiddio, mae effaith optegol aflinol trefn gyfartal yn perthyn yn agos i gymesuredd grisial, ac nid yw'r cyfernod aflinol yn sero yn unig mewn cyfryngau cymesur gwrthdroad nad ydynt yn ganolog. Fel yr effaith aflinol ail orchymyn mwyaf sylfaenol, mae'r ail harmonics yn rhwystro eu cynhyrchu a'u defnyddio'n effeithiol mewn ffibr cwarts yn fawr oherwydd y ffurf amorffaidd a chymesuredd gwrthdroad canol. Ar hyn o bryd, gall dulliau polareiddio (polareiddio optegol, polareiddio thermol, polareiddio maes trydan) ddinistrio cymesuredd gwrthdroad ffibr optegol yn y ganolfan ddeunydd yn artiffisial, a gwella'n effeithiol aflinolrwydd ail orchymyn ffibr optegol. Fodd bynnag, mae'r dull hwn yn gofyn am dechnoleg paratoi gymhleth a heriol, a dim ond ar donfeddi arwahanol y gall fodloni'r amodau paru lled-gam. Mae'r cylch soniarus ffibr optegol sy'n seiliedig ar y modd wal adlais yn cyfyngu ar gyffro sbectrwm eang ail harmonics. Trwy dorri cymesuredd strwythur wyneb y ffibr, mae harmonigau'r ail wyneb yn y ffibr strwythur arbennig yn cael eu gwella i raddau, ond yn dal i ddibynnu ar y pwls pwmp femtosecond gyda phŵer brig uchel iawn. Felly, cynhyrchu effeithiau optegol aflinol ail-drefn mewn strwythurau ffibr cyfan a gwella effeithlonrwydd trosi, yn enwedig cynhyrchu ail harmonigau sbectrwm eang mewn pwmpio optegol pŵer isel, parhaus, yw'r problemau sylfaenol y mae angen eu datrys. ym maes opteg ffibr aflinol a dyfeisiau, ac mae ganddynt arwyddocâd gwyddonol pwysig a gwerth cymhwysiad eang.

Mae tîm ymchwil yn Tsieina wedi cynnig cynllun integreiddio cam grisial gallium selenide haenog gyda ffibr micro-nano. Trwy fanteisio ar aflinolrwydd ail-drefn uchel ac archebu ystod hir o grisialau selenid gallium, gwireddir excitation ail-harmonig sbectrwm eang a phroses trosi aml-amledd, gan ddarparu datrysiad newydd ar gyfer gwella prosesau aml-barametrig mewn ffibr a pharatoi band eang ail-harmonigffynonellau golau. Mae cyffroad effeithlon yr ail effaith amledd harmonig a swm yn y cynllun yn bennaf yn dibynnu ar y tri chyflwr allweddol canlynol: y pellter rhyngweithio hir mater golau rhwng gallium selenide affibr micro-nano, mae'r aflinolrwydd ail-archeb uchel a threfn hir-amrediad y grisial gallium selenide haenog, ac amodau paru cyfnod yr amlder sylfaenol a'r modd dyblu amlder yn cael eu bodloni.

Yn yr arbrawf, mae gan y ffibr micro-nano a baratowyd gan y system tapio sganio fflam ranbarth côn unffurf yn nhrefn milimedr, sy'n darparu hyd gweithredu aflinol hir ar gyfer y golau pwmp a'r ail don harmonig. Mae polareiddio aflinol ail orchymyn y grisial gallium selenide integredig yn fwy na 170 pm / V, sy'n llawer uwch na pholareiddio aflinol cynhenid ​​​​y ffibr optegol. Ar ben hynny, mae strwythur gorchymyn hir-amrediad y grisial gallium selenide yn sicrhau ymyrraeth cyfnod parhaus yr ail harmonigau, gan roi chwarae llawn i fantais y hyd gweithredu aflinol mawr yn y ffibr micro-nano. Yn bwysicach fyth, gwireddir y paru cam rhwng y modd pwmpio sylfaen optegol (HE11) a'r ail ddull harmonig gorchymyn uchel (EH11, HE31) trwy reoli diamedr y côn ac yna rheoleiddio gwasgariad y tonnau wrth baratoi ffibr micro-nano.

Mae'r amodau uchod yn gosod y sylfaen ar gyfer cyffroi ail harmonig mewn ffibr micro-nano yn effeithlon ac yn eang. Mae'r arbrawf yn dangos y gellir cyflawni allbwn ail harmonigau ar lefel nanowat o dan y pwmp laser pwls picosecond 1550 nm, a gall yr ail harmonics hefyd gael ei gyffroi'n effeithlon o dan bwmp laser parhaus yr un donfedd, ac mae'r pŵer trothwy yr un fath. isel â rhai cannoedd o ficrowat (Ffigur 1). Ymhellach, pan fydd y golau pwmp yn cael ei ymestyn i dair tonfedd wahanol o laser parhaus (1270/1550/1590 nm), harmonig tair eiliad (2w1, 2w2, 2w3) a thri signal amledd swm (w1 + w2, w1 + w3, w2 + w3) yn cael eu harsylwi ar bob un o'r chwe thonfedd trosi amledd. Trwy ddisodli'r golau pwmp gyda ffynhonnell golau deuod allyrru golau tra-radiant (SLED) gyda lled band o 79.3 nm, cynhyrchir ail harmonig sbectrwm eang gyda lled band o 28.3 nm (Ffigur 2). Yn ogystal, os gellir defnyddio technoleg dyddodiad anwedd cemegol i ddisodli'r dechnoleg trosglwyddo sych yn yr astudiaeth hon, a gellir tyfu llai o haenau o grisialau selenid gallium ar wyneb ffibr micro-nano dros bellteroedd hir, disgwylir yr ail effeithlonrwydd trosi harmonig i'w gwella ymhellach.

FFIG. 1 Ail system gynhyrchu harmonig ac mae'n arwain at strwythur pob ffibr

Ffigur 2 Cymysgu aml-donfedd ac ail harmonigau sbectrwm eang o dan bwmpio optegol parhaus

 

 


Amser postio: Mai-20-2024