Ekscito de duaj harmonoj en larĝa spektro

Ekscito de duaj harmonoj en larĝa spektro

Ekde la malkovro de duaorda neliniaj optikaj efikoj en la 1960-aj jaroj, vekis larĝan intereson de esploristoj, ĝis nun, surbaze de la dua harmonia, kaj frekvencaj efikoj, produktis de la ekstrema ultraviola ĝis la malproksima infraruĝa bando delaseroj, tre antaŭenigis la disvolviĝon de lasero,optikainformpretigo, alt-rezolucia mikroskopa bildigo kaj aliaj kampoj. Laŭ neliniaoptikokaj polariza teorio, la eben-orda nelinia optika efiko estas proksime rilatita al kristala simetrio, kaj la nelinia koeficiento ne estas nul nur en ne-centra inversa simetria amaskomunikilaro. Kiel la plej baza duaorda nelinia efiko, la duaj harmonoj tre malhelpas sian generacion kaj efikan uzon en kvarcfibro pro la amorfa formo kaj la simetrio de centra inversio. Nuntempe, polarizaj metodoj (optika polusiĝo, termika polusiĝo, elektra kampo polusiĝo) povas artefarite detrui la simetrion de materia centra inversio de optika fibro, kaj efike plibonigi la duaordan nelinearecon de optika fibro. Tamen, tiu metodo postulas kompleksan kaj postuleman preparteknologion, kaj povas nur renkonti la kvazaŭ-fazajn kongruajn kondiĉojn ĉe diskretaj ondolongoj. La optika fibro resonanca ringo bazita sur la eĥa murreĝimo limigas la larĝan spektran eksciton de duaj harmonoj. Rompante la simetrion de la surfaca strukturo de la fibro, la surfacaj duaj harmonoj en la speciala struktura fibro estas plibonigitaj certagrade, sed ankoraŭ dependas de la femtosekunda pumpilpulso kun tre alta pintpotenco. Tial, la generacio de duaordaj neliniaj optikaj efikoj en tute-fibraj strukturoj kaj la plibonigo de konverta efikeco, precipe la generacio de larĝspektraj duaj harmonoj en malalta potenco, kontinua optika pumpado, estas la bazaj problemoj, kiuj devas esti solvitaj. en la kampo de nelinia fibro optika kaj aparatoj, kaj havas gravan sciencan signifon kaj larĝan aplikan valoron.

Esplora teamo en Ĉinio proponis tavoligitan skemon de integriĝo de kristala fazo de galio-selenido kun mikro-nana fibro. Utiligante la altan duaordan nelinearecon kaj longdistancan ordigon de galiaj selenidaj kristaloj, larĝspektra duaharmonia ekscito kaj multfrekvenca konverta procezo estas realigitaj, provizante novan solvon por la plibonigo de mult-parametraj procezoj en fibro kaj la preparado de larĝa bando dua-harmoniolumfontoj. La efika ekscito de la dua harmonia kaj suma frekvenca efiko en la skemo plejparte dependas de la sekvaj tri ŝlosilaj kondiĉoj: la longa lum-materia interaga distanco inter galiumselenido kajmikro-nano-fibro, la alta duaorda nelineareco kaj longdistanca ordo de la tavoligita galiuma selenida kristalo, kaj la fazaj kongruaj kondiĉoj de la fundamenta frekvenca kaj frekvenca duobliga reĝimo estas kontentigitaj.

En la eksperimento, la mikro-nano-fibro preparita per la flamo skananta mallarĝsistemo havas unuforman konusregionon en la ordo de milimetro, kiu disponigas longan nelinian aglongon por la pumpillumo kaj la dua harmonia ondo. La duaorda nelinia polarigeblo de la integra galiumselenidkristalo superas 170 pm/V, kio estas multe pli alta ol la interna nelinia polarizebleco de la optika fibro. Plie, la longdistanca ordigita strukturo de la galium-selenida kristalo certigas la kontinuan fazan interferon de la duaj harmonoj, donante plenan ludon al la avantaĝo de la granda nelinia agolongo en la mikro-nano-fibro. Pli grave, la fazo-kongruo inter la pumpa optika baza reĝimo (HE11) kaj la dua harmonia alta orda reĝimo (EH11, HE31) estas realigita kontrolante la konusdiametron kaj tiam reguligante la ondgviddisvaston dum la preparado de mikro-nano-fibro.

Ĉi-supraj kondiĉoj metas la fundamenton por la efika kaj larĝbenda ekscito de duaj harmonoj en mikro-nana fibro. La eksperimento montras, ke la eligo de duaj harmonoj je la nanovatta nivelo povas esti atingita sub la 1550 nm pikosekunda pulsa lasera pumpilo, kaj la duaj harmonoj ankaŭ povas esti ekscititaj efike sub la kontinua lasera pumpilo de la sama ondolongo, kaj la sojla potenco estas tiel. malalta kiel kelkcent mikrovatoj (Figuro 1). Plue, kiam la pumpillumo estas etendita al tri malsamaj ondolongoj de kontinua lasero (1270/1550/1590 nm), tri duaj harmonoj (2w1, 2w2, 2w3) kaj tri sumaj frekvencsignaloj (w1+w2, w1+w3, w2+). w3) estas observitaj ĉe ĉiu el la ses frekvenckonvertaj ondolongoj. Anstataŭigante la pumpilan lumon per ultra-radianta lum-elsenda diodo (SLED) lumfonto kun bendolarĝo de 79.3 nm, larĝa spektra dua harmoniko kun bendolarĝo de 28.3 nm estas generita (Figuro 2). Krome, se la kemia vapora demetteknologio povas esti uzata por anstataŭigi la sekan transiga teknologion en ĉi tiu studo, kaj malpli da tavoloj de galiaj selenidaj kristaloj povas esti kreskigitaj sur la surfaco de mikro-nano-fibro dum longaj distancoj, la dua harmonia konverta efikeco estas atendata. por esti plu plibonigita.

FIG. 1 Dua harmonia generaciosistemo kaj rezultoj en tute-fibra strukturo

Figuro 2 Multi-ondolonga miksado kaj larĝspektraj duaj harmonoj sub kontinua optika pumpado