Keng spektrda ikkinchi harmoniklarning qo'zg'alishi

Keng spektrda ikkinchi harmoniklarning qo'zg'alishi

1960-yillarda ikkinchi darajali nochiziqli optik effektlar kashf etilgandan beri tadqiqotchilarning katta qiziqishini uyg'otdi, hozirgi kunga qadar ikkinchi harmonik va chastotali effektlarga asoslanib, ultrabinafsha nurlardan uzoq infraqizil diapazongacha ishlab chiqarilgan.lazerlar, lazerning rivojlanishiga katta yordam berdi,optikaxborotni qayta ishlash, yuqori aniqlikdagi mikroskopik tasvirlash va boshqa sohalar. Nochiziqli bo'yichaoptikava polarizatsiya nazariyasi, juft tartibli chiziqli bo'lmagan optik effekt kristal simmetriyasi bilan chambarchas bog'liq va chiziqli bo'lmagan koeffitsient faqat markaziy bo'lmagan inversiya simmetrik muhitda nolga teng emas. Eng asosiy ikkinchi darajali chiziqli bo'lmagan effekt sifatida, ikkinchi harmonikalar amorf shakl va markaz inversiyasi simmetriyasi tufayli ularning hosil bo'lishiga va kvarts tolasida samarali foydalanishga katta to'sqinlik qiladi. Hozirgi vaqtda polarizatsiya usullari (optik polarizatsiya, termal polarizatsiya, elektr maydon polarizatsiyasi) optik tolaning moddiy markazining inversiyasi simmetriyasini sun'iy ravishda yo'q qilishi va optik tolaning ikkinchi darajali chiziqli bo'lmaganligini samarali yaxshilashi mumkin. Biroq, bu usul murakkab va talabchan tayyorlash texnologiyasini talab qiladi va faqat diskret to'lqin uzunliklarida kvazifazali moslashish shartlariga javob berishi mumkin. Echo devor rejimiga asoslangan optik tolali rezonansli halqa ikkinchi harmoniklarning keng spektrli qo'zg'alishini cheklaydi. Elyafning sirt strukturasining simmetriyasini buzish orqali, maxsus tuzilish tolasidagi sirt ikkinchi harmoniklari ma'lum darajada kuchayadi, lekin hali ham juda yuqori tepalik kuchiga ega bo'lgan femtosekund nasos pulsiga bog'liq. Shu sababli, butun tolali tuzilmalarda ikkinchi darajali chiziqli bo'lmagan optik effektlarni yaratish va konversiya samaradorligini oshirish, ayniqsa past quvvatli, uzluksiz optik nasoslarda keng spektrli ikkinchi harmonikalarni yaratish hal qilinishi kerak bo'lgan asosiy muammolardir. chiziqli bo'lmagan optik tolalar va qurilmalar sohasida va muhim ilmiy ahamiyatga ega va keng qo'llaniladigan qiymatga ega.

Xitoydagi tadqiqot guruhi qatlamli galyum selenid kristalli fazasini mikro-nano tola bilan birlashtirish sxemasini taklif qildi. Galliy selenid kristallarining yuqori ikkinchi darajali nochiziqliligi va uzoq masofali tartiblanishidan foydalanib, keng spektrli ikkinchi garmonik qo'zg'alish va ko'p chastotali konversiya jarayoni amalga oshiriladi, bu esa ko'p parametrli jarayonlarni yaxshilash uchun yangi echimni ta'minlaydi. tola va keng polosali ikkinchi garmonikni tayyorlashyorug'lik manbalari. Sxemadagi ikkinchi garmonik va yig'indisi chastota effektining samarali qo'zg'alishi asosan quyidagi uchta asosiy shartga bog'liq: galliy selenid va galliy materiya o'rtasidagi uzoq yorug'lik-materiya o'zaro ta'sir masofasi.mikro-nano tola, qatlamli galyum selenid kristalining yuqori ikkinchi darajali chiziqli bo'lmaganligi va uzoq masofali tartibi va asosiy chastota va chastotani ikki barobarga oshirish rejimining fazaga mos keladigan shartlari qondiriladi.

Tajribada, olovni skanerlash toraytirish tizimi tomonidan tayyorlangan mikro-nano tolalar, nasos nuri va ikkinchi harmonik to'lqin uchun uzun chiziqli bo'lmagan harakat uzunligini ta'minlaydigan millimetr tartibida bir xil konus hududiga ega. Integratsiyalashgan galyum selenid kristalining ikkinchi darajali chiziqli bo'lmagan polarizatsiyasi 170 pm / V dan oshadi, bu optik tolaning ichki chiziqli bo'lmagan polarizatsiyasidan ancha yuqori. Bundan tashqari, galyum selenid kristalining uzoq masofali tartibli tuzilishi ikkinchi harmonikaning uzluksiz fazali aralashuvini ta'minlaydi va mikro-nano toladagi katta chiziqli bo'lmagan harakat uzunligining afzalliklariga to'liq o'yin beradi. Eng muhimi, nasosli optik baza rejimi (HE11) va ikkinchi harmonik yuqori tartibli rejim (EH11, HE31) o'rtasidagi faza moslashuvi konusning diametrini nazorat qilish va keyin mikro-nano tolani tayyorlash paytida to'lqin uzatuvchi dispersiyani tartibga solish orqali amalga oshiriladi.

Yuqoridagi shartlar mikro-nano tolada ikkinchi harmoniklarning samarali va keng diapazonli qo'zg'alishi uchun asos yaratadi. Tajriba shuni ko'rsatadiki, nanovatt darajasida ikkinchi harmonikaning chiqishi 1550 nm pikosoniyali impulsli lazer pompasi ostida amalga oshirilishi mumkin va ikkinchi harmonika ham bir xil to'lqin uzunligidagi doimiy lazer pompasi ostida samarali qo'zg'atilishi mumkin va pol quvvati bir necha yuz mikrovattgacha past (1-rasm). Bundan tashqari, nasos nuri uch xil to'lqin uzunlikdagi uzluksiz lazerga (1270/1550/1590 nm), uchta ikkinchi harmonikaga (2w1, 2w2, 2w3) va uchta yig'indisi chastotali signallarga (w1 + w2, w1 + w3, w2 +) uzatilganda. w3) olti chastota konvertatsiya to'lqin uzunligining har birida kuzatiladi. Nasos yoritgichini 79,3 nm tarmoqli kengligi bo'lgan ultra nurli yorug'lik chiqaradigan diod (SLED) yorug'lik manbai bilan almashtirish orqali 28,3 nm tarmoqli kengligi bo'lgan keng spektrli ikkinchi harmonika hosil bo'ladi (2-rasm). Bundan tashqari, agar kimyoviy bug'larni cho'ktirish texnologiyasi ushbu tadqiqotda quruq uzatish texnologiyasini almashtirish uchun ishlatilishi mumkin bo'lsa va galyum selenid kristallarining kamroq qatlamlari uzoq masofalarda mikro-nano tolalar yuzasida o'stirilishi mumkin bo'lsa, ikkinchi harmonik konvertatsiya samaradorligi kutilmoqda. yanada takomillashtirish.

ANJIR. 1 Ikkinchi garmonik ishlab chiqarish tizimi va barcha tolali tuzilish natijalari

2-rasm Uzluksiz optik nasos ostida ko'p to'lqinli aralashtirish va keng spektrli ikkinchi harmonika

 

 


Xabar berish vaqti: 2024 yil 20-may