Geniş spektrdə ikinci harmoniklərin həyəcanlanması
1960-cı illərdə ikinci dərəcəli qeyri-xətti optik effektlərin kəşfindən bəri tədqiqatçıların geniş marağına səbəb olmuş, indiyə qədər ikinci harmonik və tezlik effektlərinə əsaslanaraq, həddindən artıq ultrabənövşəyi şüalardan uzaq infraqırmızı diapazona qədərlazerlər, lazerin inkişafına böyük kömək etdi,optikinformasiyanın emalı, yüksək rezolyusiyaya malik mikroskopik görüntüləmə və digər sahələr. Qeyri-xətti uyğun olaraqoptikavə qütbləşmə nəzəriyyəsində cüt düzənli qeyri-xətti optik effekt kristal simmetriya ilə sıx bağlıdır və qeyri-xətti əmsal yalnız qeyri-mərkəzi inversiya simmetrik mühitlərdə sıfıra bərabər deyil. Ən əsas ikinci dərəcəli qeyri-xətti effekt kimi, ikinci harmoniklər amorf forması və mərkəzin inversiyasının simmetriyası səbəbindən onların yaranmasına və kvars lifində effektiv istifadəsinə çox mane olur. Hazırda polarizasiya üsulları (optik qütbləşmə, istilik polarizasiyası, elektrik sahəsinin qütbləşməsi) optik lifin maddi mərkəzi inversiyasının simmetriyasını süni şəkildə məhv edə bilər və optik lifin ikinci dərəcəli qeyri-xəttiliyini effektiv şəkildə yaxşılaşdıra bilər. Bununla belə, bu üsul mürəkkəb və tələbkar hazırlıq texnologiyası tələb edir və yalnız diskret dalğa uzunluqlarında kvazifaza uyğunlaşma şərtlərinə cavab verə bilər. Eko divar rejiminə əsaslanan optik lif rezonans halqası ikinci harmoniklərin geniş spektrli həyəcanını məhdudlaşdırır. Lifin səth strukturunun simmetriyasını pozaraq, xüsusi struktur lifdə səth ikinci harmonikləri müəyyən dərəcədə gücləndirilir, lakin hələ də çox yüksək pik gücü ilə femtosaniye nasos nəbzindən asılıdır. Buna görə də, bütün lifli strukturlarda ikinci dərəcəli qeyri-xətti optik effektlərin yaradılması və çevrilmə səmərəliliyinin yaxşılaşdırılması, xüsusilə aşağı güclü, davamlı optik nasosda geniş spektrli ikinci harmoniklərin yaradılması həll edilməli olan əsas problemlərdir. qeyri-xətti fiber optika və cihazlar sahəsində və mühüm elmi əhəmiyyətə və geniş tətbiq dəyərinə malikdir.
Çində bir tədqiqat qrupu mikro-nano liflə qatlı qallium selenid kristal faza inteqrasiyası sxemini təklif etdi. Qallium selenid kristallarının yüksək ikinci dərəcəli qeyri-xəttiliyindən və uzunmüddətli sıralanmasından istifadə edərək, geniş spektrli ikinci harmonik həyəcanlandırma və çox tezlikli çevrilmə prosesi həyata keçirilir, bu da çox parametrli proseslərin təkmilləşdirilməsi üçün yeni bir həll təmin edir. lif və genişzolaqlı ikinci harmonikanın hazırlanmasıişıq mənbələri. Sxemdə ikinci harmonik və məcmu tezlik effektinin səmərəli həyəcanlanması əsasən aşağıdakı üç əsas şərtdən asılıdır: qallium selenid ilə işıq materiyasının uzunmüddətli qarşılıqlı təsir məsafəsi.mikro-nano lif, laylı qallium selenid kristalının yüksək ikinci dərəcəli qeyri-xəttiliyi və uzun məsafəli sırası və əsas tezlik və tezlik ikiqat rejiminin faza uyğunluğu şərtləri təmin edilir.
Təcrübədə, alov skan edən daralma sistemi tərəfindən hazırlanan mikro-nano lif, nasos işığı və ikinci harmonik dalğa üçün uzun qeyri-xətti hərəkət uzunluğunu təmin edən millimetr sırasında vahid bir konus bölgəsinə malikdir. İnteqrasiya edilmiş qallium selenid kristalının ikinci dərəcəli qeyri-xətti qütbləşmə qabiliyyəti 170 pm/V-dən çoxdur ki, bu da optik lifin daxili qeyri-xətti qütbləşmə qabiliyyətindən xeyli yüksəkdir. Bundan əlavə, qallium selenid kristalının uzun məsafəli nizamlı quruluşu mikro-nano lifdəki böyük qeyri-xətti hərəkət uzunluğunun üstünlüyünə tam oyun verməklə ikinci harmoniklərin davamlı faza müdaxiləsini təmin edir. Daha da əhəmiyyətlisi, nasos optik əsas rejimi (HE11) və ikinci harmonik yüksək sifariş rejimi (EH11, HE31) arasında faza uyğunluğu konus diametrinə nəzarət etməklə və sonra mikro-nano lifin hazırlanması zamanı dalğa ötürücü dispersiyasını tənzimləməklə həyata keçirilir.
Yuxarıda göstərilən şərtlər mikro-nano lifdə ikinci harmoniklərin səmərəli və geniş diapazonlu həyəcanlanması üçün əsas yaradır. Təcrübə göstərir ki, nanovatt səviyyəsində ikinci harmoniklərin çıxışı 1550 nm pikosaniyə pulse lazer pompası altında əldə edilə bilər və ikinci harmoniklər də eyni dalğa uzunluğunun davamlı lazer pompası altında səmərəli şəkildə həyəcanlandırıla bilər və eşik gücü belədir. bir neçə yüz mikrovat qədər aşağıdır (Şəkil 1). Bundan əlavə, nasos işığı davamlı lazerin üç fərqli dalğa uzunluğuna (1270/1550/1590 nm), üç ikinci harmonikaya (2w1, 2w2, 2w3) və üç ümumi tezlik siqnalına (w1+w2, w1+w3, w2+) qədər uzadıldıqda w3) altı tezliyə çevrilmə dalğa uzunluğunun hər birində müşahidə edilir. Nasos işığını 79,3 nm bant genişliyinə malik ultra-radiant işıq yayan diod (SLED) işıq mənbəyi ilə əvəz etməklə, 28,3 nm bant genişliyi olan geniş spektrli ikinci harmonik yaranır (Şəkil 2). Bundan əlavə, bu işdə quru transfer texnologiyasını əvəz etmək üçün kimyəvi buxar çökdürmə texnologiyasından istifadə oluna bilərsə və uzun məsafələrdə mikro-nano lifin səthində daha az qallium selenid kristalları yetişdirilə bilərsə, ikinci harmonik çevrilmə səmərəliliyi gözlənilir. daha da təkmilləşdirilməlidir.
ŞEK. 1 İkinci harmonik generasiya sistemi və bütün lif quruluşu ilə nəticələnir
Şəkil 2 Davamlı optik nasos altında çox dalğa uzunluğunun qarışdırılması və geniş spektrli ikinci harmoniklər
Göndərmə vaxtı: 20 may 2024-cü il