Ang kahinam sa ikaduhang harmonic sa usa ka halapad nga spectrum

Ang kahinam sa ikaduhang harmonic sa usa ka halapad nga spectrum

Sukad sa pagkadiskobre sa second-order nonlinear optical effects sa 1960s, nakapukaw sa halapad nga interes sa mga tigdukiduki, sa pagkakaron, base sa ikaduha nga harmonic, ug frequency nga mga epekto, nahimo gikan sa grabeng ultraviolet ngadto sa layo nga infrared nga banda samga laser, nagpasiugda pag-ayo sa pagpalambo sa laser,opticalpagproseso sa impormasyon, high-resolution nga microscopic imaging ug uban pang mga natad. Sumala sa nonlinearoptikaug polarization theory, ang even-order nonlinear optical effect suod nga may kalabotan sa crystal symmetry, ug ang nonlinear coefficient dili zero lamang sa non-central inversion symmetric media. Isip pinaka-basic nga second-order nonlinear effect, ang ikaduhang harmonics nakababag pag-ayo sa ilang henerasyon ug epektibong paggamit sa quartz fiber tungod sa amorphous nga porma ug sa simetriya sa center inversion. Sa pagkakaron, ang mga pamaagi sa polarization (optical polarization, thermal polarization, electric field polarization) mahimo nga artipisyal nga makaguba sa simetriya sa materyal nga sentro nga inversion sa optical fiber, ug epektibo nga mapalambo ang ikaduhang-order nga nonlinearity sa optical fiber. Bisan pa, kini nga pamaagi nanginahanglan komplikado ug gipangayo nga teknolohiya sa pag-andam, ug mahimo ra nga makab-ot ang quasi-phase nga mga kondisyon sa pagpares sa discrete wavelength. Ang optical fiber resonant ring base sa echo wall mode naglimite sa halapad nga spectrum excitation sa ikaduhang harmonics. Pinaagi sa paglapas sa simetriya sa ibabaw nga gambalay sa lanot, ang nawong ikaduha nga harmonics sa espesyal nga gambalay fiber gipalambo sa usa ka sukod, apan sa gihapon nag-agad sa femtosecond pump pulso nga adunay taas kaayo nga peak gahum. Busa, ang henerasyon sa ikaduhang-order nga nonlinear optical nga mga epekto sa tanan nga fiber nga mga istruktura ug ang pag-uswag sa pagkakabig nga kahusayan, ilabi na ang henerasyon sa halapad nga spectrum ikaduha nga harmonics sa ubos nga gahum, padayon nga optical pumping, mao ang mga nag-unang mga problema nga kinahanglan nga masulbad. sa natad sa nonlinear fiber optics ug mga himan, ug adunay importante nga siyentipikanhong kahulogan ug halapad nga aplikasyon bili.

Usa ka research team sa China ang nagsugyot og layered gallium selenide crystal phase integration scheme nga adunay micro-nano fiber. Pinaagi sa pagpahimulos sa taas nga second-order nonlinearity ug long-range nga pag-order sa gallium selenide crystals, usa ka wide-spectrum second-harmonic excitation ug multi-frequency conversion process ang natuman, nga naghatag og bag-ong solusyon alang sa pagpalambo sa multi-parametric nga mga proseso sa fiber ug ang pag-andam sa broadband second-harmonicmga tinubdan sa kahayag. Ang episyente nga kahinam sa ikaduha nga harmonic ug sum frequency nga epekto sa laraw nag-una nagdepende sa mosunod nga tulo ka yawe nga mga kondisyon: ang taas nga light-matter nga interaksyon nga distansya tali sa gallium selenide ugmicro-nano fiber, ang taas nga second-order nonlinearity ug long-range nga han-ay sa layered gallium selenide nga kristal, ug ang phase matching nga mga kondisyon sa fundamental frequency ug frequency doubling mode natagbaw.

Sa eksperimento, ang micro-nano fiber nga giandam sa flame scanning tapering system adunay uniporme nga cone region sa han-ay sa milimetro, nga naghatag ug taas nga nonlinear nga aksyon nga gitas-on alang sa pump light ug sa ikaduhang harmonic wave. Ang ikaduhang-order nga nonlinear polarizability sa integrated gallium selenide crystal milapas sa 170 pm/V, nga mas taas pa kay sa intrinsic nonlinear polarizability sa optical fiber. Dugang pa, ang long-range ordered structure sa gallium selenide crystal nagsiguro sa padayon nga phase interference sa ikaduhang harmonics, nga naghatag og bug-os nga play sa pagpahimulos sa dako nga nonlinear action length sa micro-nano fiber. Labaw sa tanan, ang phase matching tali sa pumping optical base mode (HE11) ug ang ikaduhang harmonic high order mode (EH11, HE31) matuman pinaagi sa pagkontrolar sa cone diameter ug dayon pag-regulate sa waveguide dispersion atol sa pag-andam sa micro-nano fiber.

Ang mga kondisyon sa ibabaw nagbutang sa pundasyon alang sa episyente ug lapad nga banda nga pagpukaw sa ikaduhang harmonic sa micro-nano fiber. Ang eksperimento nagpakita nga ang output sa ikaduha nga harmonics sa nanowatt nga lebel mahimong makab-ot sa ilalum sa 1550 nm picosecond pulse laser pump, ug ang ikaduha nga harmonics mahimo usab nga naghinam-hinam episyente sa ilalum sa padayon nga laser pump sa sama nga wavelength, ug ang threshold gahum mao ang ingon sa. ubos sa pipila ka gatus ka microwatts (Figure 1). Dugang pa, kung ang suga sa bomba gipalapdan sa tulo nga lainlaing mga wavelength sa padayon nga laser (1270/1550/1590 nm), tulo ka segundo nga harmonics (2w1, 2w2, 2w3) ug tulo nga sum frequency signal (w1 + w2, w1 + w3, w2 + w3) naobserbahan sa matag usa sa unom ka frequency nga mga wavelength sa pagkakabig. Pinaagi sa pag-ilis sa pump light nga adunay ultra-radiant light-emitting diode (SLED) light source nga adunay bandwidth nga 79.3 nm, usa ka lapad nga spectrum nga ikaduha nga harmonic nga adunay bandwidth nga 28.3 nm ang namugna (Figure 2). Dugang pa, kon ang kemikal nga alisngaw deposition teknolohiya mahimong gamiton sa pag-ilis sa uga nga pagbalhin teknolohiya sa niini nga pagtuon, ug mas diyutay nga mga lut-od sa gallium selenide kristal mahimong motubo sa ibabaw sa nawong sa micro-nano fiber sa lagyong mga distansya, ang ikaduha nga harmonic pagkakabig efficiency gilauman. aron mapauswag pa.

FIG. 1 Ikaduha nga harmonic generation system ug resulta sa tanan nga fiber nga istruktura

Figure 2 Multi-wavelength nga pagsagol ug lapad nga spectrum nga ikaduhang harmonic ubos sa padayon nga optical pumping