Eksitasyon nan dezyèm Harmony nan yon spectre lajè

Eksitasyon nan dezyèm Harmony nan yon spectre lajè

Depi dekouvèt dezyèm lòd efè optik ki pa lineyè nan ane 1960 yo, te eksite enterè lajè nan chèchè yo, byen lwen tèlman, ki baze sou dezyèm Harmony, ak efè frekans, te pwodwi soti nan iltravyolèt ekstrèm nan bann enfrawouj byen lwen nan.lazè, anpil ankouraje devlopman nan lazè,optikpwosesis enfòmasyon, D 'wo rezolisyon mikwoskopik ak lòt jaden. Dapre nonlinearoptikak teyori polarizasyon, efè optik ki pa lineyè menm-lòd se pre relasyon ak simetri kristal, ak koyefisyan ki pa lineyè a se pa zewo sèlman nan medya simetrik envèsyon ki pa santral. Kòm efè ki pi fondamantal dezyèm lòd ki pa lineyè, dezyèm Harmony yo anpil anpeche jenerasyon yo ak itilizasyon efikas nan fib kwatz paske nan fòm nan amorphe ak simetri nan envèsyon sant. Kounye a, metòd polarizasyon (polarizasyon optik, polarizasyon tèmik, polarizasyon jaden elektrik) ka atifisyèlman detwi simetri envèsyon nan sant materyèl nan fib optik, ak efektivman amelyore nonlinearity nan dezyèm lòd nan fib optik. Sepandan, metòd sa a mande pou teknoloji preparasyon konplèks ak mande, epi li ka sèlman satisfè kondisyon yo kazi-faz matche nan longèdonn disrè. Fib optik sonan bag ki baze sou mòd miray eko limite eksitasyon an lajè spectre nan dezyèm Harmony. Pa kraze simetri estrikti sifas fib la, dezyèm Harmony sifas yo nan fib estrikti espesyal yo amelyore nan yon sèten limit, men yo toujou depann sou batman kè ponp femtosecond ak pouvwa pik trè wo. Se poutèt sa, jenerasyon an nan dezyèm lòd efè optik ki pa lineyè nan estrikti tout-fib ak amelyorasyon nan efikasite konvèsyon, espesyalman jenerasyon an nan lajè-spectre dezyèm Harmony nan ba-pouvwa, kontinyèl ponp optik, se pwoblèm debaz yo ki bezwen rezoud. nan jaden an nan fib optik ki pa lineyè ak aparèy, epi yo gen enpòtan siyifikasyon syantifik ak valè aplikasyon lajè.

Yon ekip rechèch nan Lachin te pwopoze yon kouch galyòm selenide kristal faz entegrasyon konplo ak mikwo-nano fib. Lè w pran avantaj de segondè dezyèm lòd nonlinearite a ak lòd alontèm nan kristal Selenid Galyòm, yo reyalize yon gwo spectre eksitasyon dezyèm amonik ak pwosesis konvèsyon milti-frekans, bay yon nouvo solisyon pou amelyorasyon nan pwosesis milti-parametrik nan. fib ak preparasyon an nan bande dezyèm amoniksous limyè. Eksitasyon efikas nan dezyèm efè frekans Harmony ak sòm nan konplo a depann sitou sou twa kondisyon kle sa yo: distans entèraksyon long limyè-matyè ant Selenid Galyòm akmikwo-nano fib, segondè dezyèm lòd nonlinearite a ak lòd alontèm nan kouch Selenid Galyòm kristal la, ak kondisyon yo matche faz nan frekans nan fondamantal ak frekans frekans double mòd yo satisfè.

Nan eksperyans la, fib mikwo-nano ki te prepare pa sistèm nan flanm dife eskanè koni gen yon rejyon kòn inifòm nan lòd milimèt, ki bay yon longè aksyon long nonlinear pou limyè ponp lan ak dezyèm vag Harmony la. Polarizabilite ki pa lineyè dezyèm lòd la nan kristal Selenid Galyòm entegre depase 170 pm / V, ki se pi wo pase polarizabilite intrinsèque nonlinear fib optik la. Anplis, èstrikti òdone alontèm gallium selenide kristal la asire entèferans faz kontini dezyèm harmonique yo, bay tout jwe nan avantaj de longè aksyon ki pa lineyè gwo nan micro-nano fibre. Sa ki pi enpòtan, matche faz ant ponpe mòd optik baz (HE11) ak dezyèm mòd Harmony lòd segondè (EH11, HE31) reyalize pa kontwole dyamèt kòn lan ak Lè sa a, reglemante dispèsyon waveguide la pandan preparasyon fib micro-nano.

Kondisyon ki anwo yo mete fondasyon pou eksitasyon efikas ak lajè-bann dezyèm Harmony nan fib micro-nano. Eksperyans lan montre ke pwodiksyon an nan dezyèm Harmony nan nivo nanowatt ka reyalize anba 1550 nm picosecond batman ponp lazè a, ak dezyèm Harmony yo kapab tou eksite avèk efikasite anba ponp lan lazè kontinyèl nan menm longèdonn, ak pouvwa papòt la se kòm ba ke plizyè santèn mikrowatt (Figi 1). Pli lwen, lè limyè ponp lan pwolonje nan twa longèdonn diferan nan lazè kontinyèl (1270/1550/1590 nm), twa dezyèm amonik (2w1, 2w2, 2w3) ak twa siyal frekans sòm (w1 + w2, w1 + w3, w2 +). w3) yo obsève nan chak nan sis longèdonn konvèsyon frekans yo. Lè w ranplase limyè ponp lan ak yon sous limyè ultra-radiyan limyè-emisyon dyod (SLED) ak yon Pleasant de 79.3 nm, se yon lajè-spectre dezyèm Harmony ak yon Pleasant de 28.3 nm pwodwi (Figi 2). Anplis de sa, si yo ka itilize teknoloji depo chimik vapè pou ranplase teknoloji transfè sèk la nan etid sa a, epi mwens kouch kristal Selenid Galyòm ka grandi sou sifas mikwo-nano fib sou distans ki long, dezyèm efikasite konvèsyon Harmony la espere. pou amelyore plis.

FIG. 1 Dezyèm sistèm jenerasyon Harmony ak rezilta nan tout-fib estrikti

Figi 2 Melanj plizyè longèdonn ak dezyèm amonik lajè-spectre anba ponpe optik kontinyèl