Geniş spektrdə ikinci harmoniklərin həyəcanlanması
1960-cı illərdə ikinci dərəcəli qeyri-xətti optik effektlərin kəşfindən bəri, tədqiqatçıların geniş marağına səbəb olmuş və indiyə qədər ikinci harmonikaya əsaslanaraq, ultrabənövşəyi şüalardan uzaq infraqırmızı şüalara qədər tezlik effektləri yaradılmışdır.lazerlərlazerin inkişafını böyük dərəcədə təşviq etdi,optikinformasiya emalı, yüksək qətnaməli mikroskopik görüntüləmə və digər sahələr. Qeyri-xətti görəoptikavə polyarizasiya nəzəriyyəsinə görə, bərabər tərtibli qeyri-xətti optik effekt kristal simmetriyası ilə sıx bağlıdır və qeyri-xətti əmsal yalnız mərkəzi olmayan inversiya simmetrik mühitlərdə sıfır deyil. Ən əsas ikinci tərtibli qeyri-xətti effekt kimi, ikinci harmoniklər amorf forma və mərkəzi inversiya simmetriyası səbəbindən kvars lifində onların yaranmasına və effektiv istifadəsinə böyük maneə yaradır. Hazırda polyarizasiya metodları (optik polyarizasiya, istilik polyarizasiyası, elektrik sahəsinin polyarizasiyası) optik lifin material mərkəzi inversiyasının simmetriyasını süni şəkildə məhv edə və optik lifin ikinci tərtibli qeyri-xəttiliyini effektiv şəkildə yaxşılaşdıra bilər. Lakin, bu metod mürəkkəb və tələbkar hazırlıq texnologiyası tələb edir və yalnız diskret dalğa uzunluqlarında kvazifazalı uyğunlaşdırma şərtlərinə cavab verə bilər. Əks-səda divar rejiminə əsaslanan optik lif rezonans halqası ikinci harmoniklərin geniş spektrli həyəcanlanmasını məhdudlaşdırır. Lifin səth strukturunun simmetriyasını pozmaqla, xüsusi struktur lifindəki səth ikinci harmonikləri müəyyən dərəcədə gücləndirilir, lakin yenə də çox yüksək pik gücü ilə femtosaniyəli nasos impulsundan asılıdır. Buna görə də, bütün lifli strukturlarda ikinci dərəcəli qeyri-xətti optik effektlərin yaranması və çevrilmə səmərəliliyinin artırılması, xüsusən də aşağı güclü, davamlı optik nasosda geniş spektrli ikinci harmoniklərin yaranması qeyri-xətti lif optikası və cihazları sahəsində həll edilməli olan əsas problemlərdir və mühüm elmi əhəmiyyətə və geniş tətbiq dəyərinə malikdir.
Çində bir tədqiqat qrupu mikro-nano lif ilə laylı qallium selenid kristal faza inteqrasiya sxemi təklif edib. Qallium selenid kristallarının yüksək ikinci dərəcəli qeyri-xətti və uzun mənzilli düzülüşündən istifadə etməklə, geniş spektrli ikinci harmonik həyəcanlanma və çoxtezlikli çevrilmə prosesi həyata keçirilir və bu da lifdə çoxparametrik proseslərin gücləndirilməsi və genişzolaqlı ikinci harmonik texnologiyanın hazırlanması üçün yeni bir həll təqdim edir.işıq mənbələriSxemdə ikinci harmonik və cəm tezlik effektinin səmərəli həyəcanlanması əsasən aşağıdakı üç əsas şərtdən asılıdır: qallium selenid və arasında uzun işıq-maddə qarşılıqlı təsir məsafəsimikro-nano lif, laylı qallium selenid kristalının yüksək ikinci dərəcəli qeyri-xəttiliyi və uzun mənzilli düzülüşü, eləcə də fundamental tezlik və tezlik ikiqatlaşması rejimlərinin faza uyğunluğu şərtləri ödənilir.
Təcrübədə, alov skanlama konus sistemi ilə hazırlanmış mikro-nano lif, nasos işığı və ikinci harmonik dalğa üçün uzun qeyri-xətti təsir uzunluğu təmin edən millimetr sırasında vahid konus bölgəsinə malikdir. İnteqrasiya olunmuş qallium selenid kristalının ikinci dərəcəli qeyri-xətti polyarizasiyası 170 pm/V-dən çoxdur ki, bu da optik lifin daxili qeyri-xətti polyarizasiyasından xeyli yüksəkdir. Bundan əlavə, qallium selenid kristalının uzun mənzilli nizamlı strukturu, ikinci harmoniklərin davamlı faza müdaxiləsini təmin edir və mikro-nano lifdə böyük qeyri-xətti təsir uzunluğunun üstünlüyünü tam şəkildə təmin edir. Daha da əhəmiyyətlisi, nasos optik baza rejimi (HE11) ilə ikinci harmonik yüksək dərəcəli rejim (EH11, HE31) arasında faza uyğunluğu, konus diametrini idarə etməklə və sonra mikro-nano lifin hazırlanması zamanı dalğa ötürücü dispersiyasını tənzimləməklə həyata keçirilir.
Yuxarıda göstərilən şərtlər mikro-nano lifində ikinci harmoniklərin səmərəli və genişzolaqlı həyəcanlanmasının əsasını qoyur. Təcrübə göstərir ki, nanovatt səviyyəsində ikinci harmoniklərin çıxışı 1550 nm pikosaniyə impulslu lazer nasosu altında əldə edilə bilər və ikinci harmoniklər də eyni dalğa uzunluğundakı davamlı lazer nasosu altında səmərəli şəkildə həyəcanlana bilər və eşik gücü bir neçə yüz mikrovatt qədər aşağıdır (Şəkil 1). Bundan əlavə, nasos işığı üç fərqli davamlı lazer dalğa uzunluğuna (1270/1550/1590 nm) uzadıldıqda, altı tezlik çevrilmə dalğa uzunluğunun hər birində üç saniyəlik harmonik (2w1, 2w2, 2w3) və üç cəm tezlik siqnalı (w1+w2, w1+w3, w2+w3) müşahidə olunur. Nasos işığını 79,3 nm bant genişliyinə malik ultra-şüalanan işıq yayan diod (SLED) işıq mənbəyi ilə əvəz etməklə, 28,3 nm bant genişliyinə malik geniş spektrli ikinci harmonik yaradılır (Şəkil 2). Bundan əlavə, bu tədqiqatda quru köçürmə texnologiyasını əvəz etmək üçün kimyəvi buxar çökdürmə texnologiyasından istifadə etmək mümkün olarsa və uzun məsafələrdə mikro-nano lifinin səthində daha az qat qallium selenid kristalları yetişdirilə bilsə, ikinci harmonik çevrilmə səmərəliliyinin daha da yaxşılaşacağı gözlənilir.
ŞƏKİL 1 İkinci harmonik generasiya sistemi və bütün lifli quruluşa səbəb olan nəticələr
Şəkil 2. Fasiləsiz optik nasos altında çoxdalğalı qarışdırma və geniş spektrli ikinci harmoniklər
Yayımlanma vaxtı: 20 may 2024