በሰፊ ስፔክትረም ውስጥ የሁለተኛ ሃርሞኒክስ መነቃቃት።

በሰፊ ስፔክትረም ውስጥ የሁለተኛ ሃርሞኒክስ መነቃቃት።

በ 1960 ዎቹ ውስጥ የሁለተኛ ደረጃ ያልሆኑ የመስመር ላይ ኦፕቲካል ውጤቶች ከተገኘበት ጊዜ ጀምሮ የተመራማሪዎችን ሰፊ ፍላጎት ቀስቅሷል ፣ እስካሁን ድረስ ፣ በሁለተኛው harmonic እና ፍሪኩዌንሲ ተፅእኖዎች ላይ በመመርኮዝ ፣ ከከፍተኛው አልትራቫዮሌት እስከ ሩቅ የኢንፍራሬድ ባንድሌዘርየሌዘር እድገትን በእጅጉ ያበረታታል ፣ኦፕቲካልመረጃን ማቀናበር, ከፍተኛ ጥራት ያለው ጥቃቅን ምስል እና ሌሎች መስኮች. በመስመር ባልሆነ መሠረትኦፕቲክስእና የፖላራይዜሽን ቲዎሪ፣ እኩል-ትዕዛዝ ያልሆነ የመስመር ላይ ኦፕቲካል ተጽእኖ ከክሪስታል ሲሜትሪ ጋር በቅርበት የተዛመደ ነው፣ እና የመስመር ላይ ያልሆነ ኮፊሸን በማዕከላዊ ያልሆነ የተገላቢጦሽ ሲሜትሪክ ሚዲያ ውስጥ ብቻ ዜሮ አይደለም። በጣም መሠረታዊው ሁለተኛ ደረጃ-ያልሆነ ውጤት ፣ ሁለተኛው harmonics የእነሱን ትውልድ እና በኳርትዝ ​​ፋይበር ውስጥ ውጤታማ አጠቃቀምን በእጅጉ ያደናቅፋል ምክንያቱም በአሞርፎስ ቅርፅ እና በማዕከላዊው የተገላቢጦሽ ምሳሌ። በአሁኑ ጊዜ የፖላራይዜሽን ዘዴዎች (ኦፕቲካል ፖላራይዜሽን ፣ የፍል ፖላራይዜሽን ፣ የኤሌክትሪክ መስክ ፖላራይዜሽን) በሰው ሰራሽ መንገድ የቁሳቁስ ማእከልን የኦፕቲካል ፋይበር ተገላቢጦሽ አመለካከቶችን ያጠፋል ፣ እና የኦፕቲካል ፋይበር ሁለተኛ-ደረጃ ያልሆነውን የጨረር ፋይበር በተሳካ ሁኔታ ያሻሽላል። ነገር ግን፣ ይህ ዘዴ ውስብስብ እና የሚጠይቅ የዝግጅት ቴክኖሎጂን ይፈልጋል፣ እና የኳሲ-ደረጃ ተዛማጅ ሁኔታዎችን በተለዩ የሞገድ ርዝመቶች ብቻ ሊያሟላ ይችላል። በአስተጋባ ግድግዳ ሁነታ ላይ የተመሰረተው የኦፕቲካል ፋይበር አስተጋባ ቀለበት የሁለተኛውን ሃርሞኒክስ ሰፊ ስፔክትረም መነቃቃትን ይገድባል። የፋይበር ላይ ላዩን መዋቅር ያለውን symmetry ሰበር በማድረግ, ልዩ መዋቅር ፋይበር ውስጥ ላዩን ሁለተኛ harmonics በተወሰነ መጠን ይሻሻላል, ነገር ግን አሁንም በጣም ከፍተኛ ፒክ ኃይል femtosecond ፓምፕ ምት ላይ የተመካ ነው. ስለዚህ በሁሉም ፋይበር አወቃቀሮች ውስጥ ሁለተኛ ደረጃ-ያልሆኑ የኦፕቲካል ተፅእኖዎችን ማመንጨት እና የልወጣ ቅልጥፍናን ማሻሻል በተለይም ሰፊ-ስፔክትረም ሁለተኛ ሃርሞኒክስ ዝቅተኛ ኃይል ፣ ቀጣይነት ያለው የኦፕቲካል ፓምፕ ማመንጨት ፣ በመስመር ላይ ያልሆኑ ፋይበር ኦፕቲክስ እና መሳሪያዎች መስክ ውስጥ ሊፈቱ የሚገባቸው መሠረታዊ ችግሮች ናቸው ፣ እና አስፈላጊ ሳይንሳዊ ጠቀሜታ እና ሰፊ የትግበራ እሴት።

በቻይና የሚገኝ አንድ የምርምር ቡድን ከማይክሮ ናኖ ፋይበር ጋር የተነባበረ ጋሊየም ሴላኒድ ክሪስታል ደረጃ ውህደት እቅድ አቅርቧል። የጋሊየም ሴላኒድ ክሪስታሎች ከፍተኛ ሁለተኛ-ደረጃ-ያልተለመደ እና የረዥም ጊዜ ቅደም ተከተሎችን በመጠቀም ሰፊ-ስፔክትረም ሁለተኛ-ሃርሞኒክ አነሳሽነት እና ባለብዙ-ድግግሞሽ የመቀየሪያ ሂደት እውን ይሆናል ፣ ይህም በፋይበር ውስጥ ባለ ብዙ ፓራሜትሪክ ሂደቶችን ለማሻሻል እና የብሮድባንድ ሰከንድ-ሃርሞኒክ ዝግጅት አዲስ መፍትሄ ይሰጣል ።የብርሃን ምንጮች. በእቅዱ ውስጥ ያለው የሁለተኛው ሃርሞኒክ እና ድምር ፍሪኩዌንሲ ውጤታማነት በዋነኛነት በሚከተሉት ሶስት ቁልፍ ሁኔታዎች ላይ የተመካ ነው፡ በጋሊየም ሴሊናይድ እና መካከል ያለው የረዥም ብርሃን-ነገር መስተጋብር ርቀት።ማይክሮ-ናኖ ፋይበር, ከፍተኛ ሁለተኛ ደረጃ መስመር-አልባነት እና የረጅም ርቀት ቅደም ተከተል የተደረደሩ ጋሊየም ሴላኒድ ክሪስታል እና የመሠረታዊ ድግግሞሽ እና ድግግሞሽ ድርብ ሁነታ የደረጃ ተዛማጅ ሁኔታዎች ረክተዋል።

በሙከራው ውስጥ, በእሳት ነበልባል ስካን ቴፐር ሲስተም የሚዘጋጀው ማይክሮ-ናኖ ፋይበር በ ሚሊሜትር ቅደም ተከተል አንድ ወጥ የሆነ የሾጣጣ ክልል አለው, ይህም ለፓምፕ መብራት እና ለሁለተኛው የሃርሞኒክ ሞገድ ረጅም ቀጥተኛ ያልሆነ የእርምጃ ርዝመት ያቀርባል. የተቀናጀ ጋሊየም ሴላኒድ ክሪስታል ሁለተኛ ደረጃ-ያልሆነ የፖላራይዝነት መጠን ከ170 ፒኤም/ቪ ይበልጣል፣ይህም ከውስጥ መስመር ውጪ ካለው የኦፕቲካል ፋይበር የፖላራይዝ አቅም በጣም ከፍ ያለ ነው። ከዚህም በላይ የጋሊየም ሴላኒድ ክሪስታል የረዥም ጊዜ የታዘዘ መዋቅር የሁለተኛው ሃርሞኒክስ ቀጣይነት ያለው ጣልቃገብነት ያረጋግጣል, ይህም በማይክሮ-ናኖ ፋይበር ውስጥ ላለው ትልቅ ያልተለመደ የእርምጃ ርዝመት ጥቅም ሙሉ ጨዋታ ይሰጣል። ይበልጥ በአስፈላጊ ሁኔታ, በ ፓምፕ ኦፕቲካል ቤዝ ሁነታ (HE11) እና ሁለተኛው harmonic ከፍተኛ ትዕዛዝ ሁነታ (EH11, HE31) መካከል ያለውን ደረጃ ተዛማጅ ያለውን ሾጣጣ ዲያሜትር በመቆጣጠር ከዚያም ማይክሮ-nano ፋይበር ዝግጅት ወቅት waveguide ስርጭት በመቆጣጠር ተገነዘብኩ ነው.

ከላይ ያሉት ሁኔታዎች በማይክሮ-ናኖ ፋይበር ውስጥ የሁለተኛው ሃርሞኒክስ ቀልጣፋ እና ሰፊ ባንድ ማነቃቂያ መሠረት ይጥላሉ። ሙከራው እንደሚያሳየው የሁለተኛው harmonics በ nanowatt ደረጃ በ 1550 nm picosecond pulse laser pump ስር ሊገኝ ይችላል, እና ሁለተኛው harmonics ደግሞ ተመሳሳይ የሞገድ ርዝመት ያለውን ቀጣይነት የሌዘር ፓምፕ ስር በብቃት ተደንቆ ሊሆን ይችላል, እና ደፍ ኃይል በርካታ መቶ ማይክሮዋትስ (ስእል 1) እንደ ዝቅተኛ ነው. በተጨማሪም የፓምፕ መብራት ወደ ሶስት የተለያዩ የሞገድ ርዝመት ተከታታይ ሌዘር (1270/1550/1590 nm) ሲዘረጋ ሶስት ሰከንድ ሃርሞኒክስ (2w1, 2w2, 2w3) እና ሶስት ድምር ፍሪኩዌንሲ ምልክቶች (w1+w2, w1+w3, w2+w3) በእያንዳንዱ ስድስቱ ድግግሞሽ ቅየራ ሞገድ ላይ ይስተዋላል። የፓምፕ መብራቱን በ 79.3 nm የመተላለፊያ ይዘት ባለው እጅግ በጣም ራዲያን ብርሃን-አመንጪ diode (SLED) የብርሃን ምንጭ በመተካት 28.3 nm የመተላለፊያ ይዘት ያለው ሰፊ ስፔክትረም ሁለተኛ ሃርሞኒክ ይፈጠራል (ምስል 2)። በተጨማሪም የኬሚካል የእንፋሎት ማጠራቀሚያ ቴክኖሎጂን በዚህ ጥናት ውስጥ የደረቅ ማስተላለፊያ ቴክኖሎጂን ለመተካት ጥቅም ላይ ሊውል የሚችል ከሆነ እና አነስተኛ የጋሊየም ሴላኒድ ክሪስታሎች በማይክሮ ናኖ ፋይበር ላይ ረጅም ርቀት ሊበቅል የሚችል ከሆነ ሁለተኛው የሃርሞኒክ ልወጣ ቅልጥፍና የበለጠ እንዲሻሻል ይጠበቃል።

ምስል 1 ሁለተኛ harmonic ትውልድ ሥርዓት እና ውጤቶች ሁሉ-ፋይበር መዋቅር

ምስል 2 ባለብዙ-ሞገድ ድብልቅ እና ሰፊ-ስፔክትረም ሁለተኛ ሃርሞኒክስ በተከታታይ የኦፕቲካል ፓምፕ ስር