Msisimko wa harmonics ya pili katika wigo mpana

Msisimko wa harmonics ya pili katika wigo mpana

Tangu ugunduzi wa athari za macho zisizo za mstari wa mpangilio wa pili katika miaka ya 1960, umeamsha shauku kubwa ya watafiti, hadi sasa, kulingana na athari ya pili ya usawa na masafa, imetoa kutoka kwa mionzi ya jua kali hadi bendi ya mbali ya infrared.lasers, ilikuza sana maendeleo ya laser,machousindikaji wa habari, upigaji picha wa hadubini wenye azimio la juu na nyanja zingine. Kulingana na nonlinearmachona nadharia ya polarization, athari ya macho isiyo ya mstari ya mpangilio sawa inahusiana kwa karibu na ulinganifu wa kioo, na mgawo usio na mstari si sifuri pekee katika midia linganifu isiyo ya kati. Kama athari ya msingi zaidi ya mpangilio wa pili isiyo ya mstari, uelewano wa pili huzuia sana kizazi chao na matumizi bora katika nyuzi za quartz kwa sababu ya umbo la amofasi na ulinganifu wa ubadilishaji wa kituo. Kwa sasa, mbinu za ubaguzi (polarization ya macho, polarization ya joto, polarization ya uwanja wa umeme) inaweza kuharibu kwa ulinganifu ulinganifu wa inversion ya kituo cha nyenzo ya nyuzi za macho, na kuboresha kwa ufanisi utaratibu wa pili usio na mstari wa nyuzi za macho. Hata hivyo, njia hii inahitaji teknolojia changamano na inayohitaji utayarishaji, na inaweza tu kukidhi masharti ya nusu-awamu ya kulinganisha kwa urefu wa mawimbi tofauti. Pete ya nyuzi macho inayotoa sauti kulingana na hali ya ukuta wa mwangwi huzuia msisimko wa wigo mpana wa sauti za pili. Kwa kuvunja ulinganifu wa muundo wa uso wa nyuzi, uso wa pili wa harmonics katika nyuzi za muundo maalum huimarishwa kwa kiasi fulani, lakini bado hutegemea pigo la pampu ya femtosecond yenye nguvu ya juu sana ya kilele. Kwa hiyo, kizazi cha athari za macho zisizo za mstari wa pili katika miundo ya nyuzi zote na uboreshaji wa ufanisi wa uongofu, hasa kizazi cha harmonics ya pili ya wigo mpana katika nguvu ya chini, pampu ya macho inayoendelea, ni matatizo ya msingi ambayo yanahitaji kutatuliwa. katika uwanja wa optics na vifaa vya nyuzi zisizo za mstari, na zina umuhimu muhimu wa kisayansi na thamani kubwa ya matumizi.

Timu ya watafiti nchini Uchina imependekeza mpango wa ujumuishaji wa awamu ya fuwele ya gallium selenide na nyuzi ndogo za nano. Kwa kuchukua fursa ya hali ya juu ya mpangilio wa pili usio na mstari na uagizaji wa masafa marefu wa fuwele za gallium selenide, msisimko wa hali ya juu wa pili wa hali ya juu na mchakato wa ubadilishaji wa masafa mengi hugunduliwa, kutoa suluhisho mpya kwa uboreshaji wa michakato ya parametric nyingi katika fiber na maandalizi ya broadband pili-harmonicvyanzo vya mwanga. Msisimko mzuri wa athari ya pili ya usawa na jumla ya masafa katika mpango hutegemea sana hali tatu muhimu zifuatazo: umbali mrefu wa mwingiliano wa jambo la mwanga kati ya gallium selenide na.fiber ndogo-nano, hali ya juu ya mpangilio wa pili usio na mstari na mpangilio wa masafa marefu wa fuwele ya gallium selenide iliyotiwa safu, na hali ya ulinganifu wa awamu ya modi ya msingi ya masafa na masafa ya marudio yanaridhika.

Katika jaribio, nyuzi ndogo-nano iliyoandaliwa na mfumo wa skanning ya moto ina eneo la koni sare kwa mpangilio wa milimita, ambayo hutoa urefu wa hatua isiyo ya mstari kwa mwanga wa pampu na wimbi la pili la harmonic. Polarizability isiyo ya mstari ya mpangilio wa pili ya fuwele iliyounganishwa ya gallium selenide inazidi 170 pm/V, ambayo ni ya juu zaidi kuliko polarizability ya ndani isiyo ya mstari ya nyuzi za macho. Zaidi ya hayo, muundo wa muda mrefu ulioagizwa wa kioo cha gallium selenide huhakikisha kuingiliwa kwa awamu inayoendelea ya harmonics ya pili, kutoa kucheza kamili kwa faida ya urefu mkubwa wa hatua isiyo ya mstari katika fiber ndogo ya nano. Muhimu zaidi, ulinganifu wa awamu kati ya modi ya msingi ya kusukumia (HE11) na modi ya pili ya mpangilio wa hali ya juu (EH11, HE31) hugunduliwa kwa kudhibiti kipenyo cha koni na kisha kudhibiti utawanyiko wa wimbi la wimbi wakati wa utayarishaji wa nyuzi ndogo-nano.

Masharti ya hapo juu yanaweka msingi wa msisimko mzuri na mpana wa sauti za pili katika nyuzi ndogo za nano. Jaribio linaonyesha kuwa matokeo ya maumbo ya pili katika kiwango cha nanowatt yanaweza kupatikana chini ya pampu ya laser ya picosecond 1550 nm, na harmonics ya pili inaweza pia kusisimua kwa ufanisi chini ya pampu ya laser inayoendelea ya urefu sawa, na nguvu ya kizingiti ni kama chini kama microwati mia kadhaa (Kielelezo 1). Zaidi ya hayo, taa ya pampu inapopanuliwa hadi urefu wa mawimbi matatu tofauti ya leza inayoendelea (1270/1550/1590 nm), sauti tatu za sekunde (2w1, 2w2, 2w3) na mawimbi matatu ya masafa ya jumla (w1+w2, w1+w3, w2+) w3) huzingatiwa katika kila moja ya mawimbi sita ya ubadilishaji wa masafa. Kwa kubadilisha mwanga wa pampu na chanzo cha mwanga cha ultra-radiant mwanga-emitting diode (SLED) na bandwidth ya 79.3 nm, harmonic ya pili ya wigo mpana na bandwidth ya 28.3 nm inazalishwa (Mchoro 2). Kwa kuongezea, ikiwa teknolojia ya uwekaji wa mvuke wa kemikali inaweza kutumika kuchukua nafasi ya teknolojia ya uhamishaji kavu katika utafiti huu, na tabaka chache za fuwele za gallium selenide zinaweza kukuzwa kwenye uso wa nyuzi ndogo-nano kwa umbali mrefu, ufanisi wa pili wa ubadilishaji wa harmonic unatarajiwa. ili kuboreshwa zaidi.

FIG. 1 Mfumo wa kizazi wa pili wa harmonic na husababisha muundo wa nyuzi zote

Mchoro wa 2 Mchanganyiko wa urefu wa mawimbi mengi na maumbo ya pili ya wigo mpana chini ya usukumaji unaoendelea wa macho.