Възбуждане на вторите хармоници в широк спектър

Възбуждане на вторите хармоници в широк спектър

Тъй като откриването на нелинейни оптични ефекти от втори ред през 60-те години на миналия век предизвика широк интерес на изследователите, досега въз основа на втория хармоника и честотни ефекти, произвежда от екстремния ултравиолет до далечната инфрачервена лента на лентата на лентата на лентата на групата на групата на групата на групата на групата на групата на групата на инфрачервената лента на групаЛазери, значително насърчава развитието на лазер,оптичнаОбработка на информация, микроскопични изображения с висока разделителна способност и други полета. Според нелинейниоптикаи теорията на поляризацията, нелинейният оптичен ефект е тясно свързан с кристалната симетрия, а нелинейният коефициент не е нула само в нецентралната инверсионна симетрична среда. Като най-основен нелинеен ефект от втори ред, вторият хармоници значително пречат на тяхното генериране и ефективно използване в кварцови влакна поради аморфната форма и симетрията на централната инверсия. Понастоящем поляризационните методи (оптична поляризация, термична поляризация, поляризация на електрическото поле) могат изкуствено да унищожат симетрията на инверсията на Центъра за оптични влакна и ефективно да подобрят нелинейността от втори ред на оптичното влакно. Този метод обаче изисква сложна и взискателна технология за подготовка и може да отговаря на условията за съвпадение на квазифаза само при дискретни дължини на вълната. Резонансният пръстен на оптичните влакна, базиран на режима на стената на ехото, ограничава широкия спектър възбуждане на вторите хармоници. Чрез разрушаване на симетрията на повърхностната структура на влакното, повърхностната втора хармоника в фибрата на специалната структура се засилва до известна степен, но все пак зависят от импулса на помпата на фемтосекунда с много висока пикова мощност. Следователно, генерирането на нелинейни оптични ефекти от втори ред в структурите на всички влакна и подобряването на ефективността на конверсия, особено генерирането на широкоспектърни втори хармоници в нискомощното, непрекъснато оптично изпомпване, са основните проблеми, които трябва да бъдат решени в областта на нелинейната оптика на влакната и устройствата и имат важна научна значимост и широка стойност на приложението.

Изследователски екип в Китай предложи слоеста схема за интегриране на галий селенид с кристална фаза с микро-нано влакна. Възползвайки се от високата нелинейност от втори ред и подреждането на дълги разстояния на кристалите на галий селенид, се реализират широк спектър на процеса на възбуждане на второто хармонично и многочестотно преобразуване, осигурявайки ново решение за подобряване на мултипараметричните процеси във фибри и приготвянето на широколентов достъп на втория хармонияизточници на светлина. Ефективното възбуждане на втория хармоничен и сумен честотен ефект в схемата зависи главно от следните три ключови условия: дългото разстояние на взаимодействието на светлината между галий селенид иМикрононово влакно, Високият нелинейност от втори ред и дългосрочен ред на слоевия кристал на галий селенид и условията за съвпадение на фазата на основната честота и режим на удвояване на честотата са изпълнени.

В експеримента, микро-нано влакното, приготвено от системата за усукване за сканиране на пламъка, има равномерна конусна област в порядъка на милиметър, която осигурява дълга нелинейна дължина на действието за светлината на помпата и втората хармонична вълна. Нелинейната поляризируемост от втори ред на интегрирания кристал на галий селенид надвишава 170 pm/v, което е много по-високо от присъщата нелинейна поляризируемост на оптичното влакно. Освен това, разположената от дълги разстояния структура на кристала на галий селенид гарантира непрекъснатата фазова намеса на втория хармоници, давайки пълна игра в полза на голямата нелинейна дължина на действието в микро-нано влакното. По-важното е, че фазовото съвпадение между помпения оптичен основен режим (HE11) и вторият хармоничен режим на висок ред (EH11, HE31) се реализира чрез контролиране на диаметъра на конуса и след това регулиране на дисперсията на вълноводите по време на приготвянето на микро-нано влакно.

Горните условия поставят основата за ефективното и широколентово възбуждане на второто хармоници в микро-нано влакно. Експериментът показва, че изходът на втора хармоника на ниво нановатно ниво може да бъде постигнат под лазерната помпа на пикосекунда от 1550 nm, а втората хармоника може също да бъде възбудена ефективно под непрекъснатата лазерна помпа със същата дължина на вълната, а праговата мощност е ниска от няколкостотин микровълнова (фигура 1). Освен това, когато светлината на помпата е удължена до три различни дължини на вълната на непрекъснат лазер (1270/1550/1590 nm), три секунди хармоници (2W1, 2W2, 2W3) и три сумни честотни сигнали (W1+W2, W1+W3, W2+W3) се наблюдават при всяка от шестте дължини на разговорите. Чрез подмяна на светлината на помпата с ултрадиантни светлинни диодни (SLED) източник на светлина с честотна лента 79,3 nm, се генерира широк спектър на хармоника с честотна лента от 28,3 nm (Фигура 2). Освен това, ако технологията за отлагане на химически пари може да се използва за заместване на технологията за сухо пренос в това проучване и по-малко слоеве от кристали на галий селенид могат да се отглеждат на повърхността на микро-нано влакно на дълги разстояния, се очаква втората ефективност на хармонично преобразуване да бъде допълнително подобрена.

Фиг. 1 Втора хармонична система за генериране и води до структура на всички влакна

Фигура 2 Смесване с много вълнова дължина и широк спектър в втора хармоника при непрекъснато оптично изпомпване