Өргөн хүрээний хоёр дахь гармоникийн өдөөлт

Өргөн хүрээний хоёр дахь гармоникийн өдөөлт

1960-аад онд 2-р эрэмбийн шугаман бус оптик эффектүүд нээгдсэнээс хойш өнөөг хүртэл хоёр дахь гармоник ба давтамжийн эффектүүд дээр үндэслэн хэт ягаан туяанаас алс хэт улаан туяаны долгионы долгионыг гаргаж ирсэн.лазерууд, лазерын хөгжлийг ихээхэн дэмжсэн,оптикмэдээлэл боловсруулах, өндөр нарийвчлалтай микроскопийн дүрслэл болон бусад салбарууд. Шугаман бус дагууоптикба туйлшралын онолын хувьд тэгш эрэмбийн шугаман бус оптик эффект нь болор тэгш хэмтэй нягт холбоотой бөгөөд шугаман бус коэффициент нь зөвхөн төв бус инверсив тэгш хэмтэй орчинд тэг биш юм. Хоёрдахь эрэмбийн шугаман бус эффект болох хоёрдахь гармоникууд нь аморф хэлбэр, төвийн урвуу тэгш хэмийн улмаас кварцын шилэнд үр дүнтэй ашиглахад ихээхэн саад болдог. Одоогийн байдлаар туйлшралын аргууд (оптик туйлшрал, дулааны туйлшрал, цахилгаан талбайн туйлшрал) нь оптик шилэн материалын төвийн урвуу тэгш хэмийг зохиомлоор устгаж, оптик шилэн хоёр дахь дарааллын шугаман бус байдлыг үр дүнтэй сайжруулж чаддаг. Гэсэн хэдий ч, энэ арга нь нарийн төвөгтэй, нарийн төвөгтэй бэлтгэлийн технологи шаарддаг бөгөөд зөвхөн долгионы уртад бараг фазын тохирох нөхцлийг хангаж чадна. Цуурай ханын горимд суурилсан оптик шилэн резонансын цагираг нь хоёр дахь гармоникийн өргөн хүрээний өдөөлтийг хязгаарладаг. Шилэн гадаргуугийн бүтцийн тэгш хэмийг зөрчих замаар тусгай бүтцийн шилэн дэх гадаргуугийн хоёр дахь гармоник нь тодорхой хэмжээгээр нэмэгддэг боловч маш өндөр оргил хүчин чадалтай фемтосекундын насосны импульсээс хамаардаг. Тиймээс бүх шилэн бүтцэд хоёр дахь эрэмбийн шугаман бус оптик эффект үүсгэх, хувиргах үр ашгийг дээшлүүлэх, ялангуяа бага чадалтай, тасралтгүй оптик шахах үед өргөн хүрээний хоёр дахь гармоникийг бий болгох нь шийдвэрлэх шаардлагатай үндсэн асуудал юм. шугаман бус шилэн кабель ба төхөөрөмжүүдийн салбарт шинжлэх ухааны чухал ач холбогдолтой, өргөн хэрэглээний ач холбогдолтой.

Хятад дахь судалгааны баг галлийн селенидын талст фазын микро-нано эслэгээр нэгтгэх схемийг санал болгов. Галийн селенидийн талстуудын хоёр дахь эрэмбийн өндөр шугаман бус байдал, урт хугацааны дарааллыг ашиглан өргөн спектрийн хоёр дахь гармоник өдөөлт, олон давтамжийн хувиргах процессыг хэрэгжүүлж, олон параметрт процессыг сайжруулах шинэ шийдлийг бий болгож байна. шилэн ба өргөн зурвасын хоёр дахь гармоник бэлтгэхгэрлийн эх үүсвэрүүд. Схемийн хоёр дахь гармоник ба нийлбэр давтамжийн эффектийн үр ашигтай өдөөлт нь дараах гурван үндсэн нөхцлөөс хамаарна: галлий селенид ба гэрлийн бодисын харилцан үйлчлэлийн урт зай.бичил нано эслэг, давхаргат галлийн селенидын болорын хоёр дахь эрэмбийн өндөр шугаман бус байдал ба урт хугацааны дараалал, үндсэн давтамж ба давтамж хоёр дахин нэмэгдэх горимын фазын тохирох нөхцөл хангагдсан.

Туршилтанд дөл сканнерийн нарийсгах системээр бэлтгэсэн микро-нано эслэг нь миллиметрийн дарааллаар жигд конус бүстэй бөгөөд насосны гэрэл болон хоёр дахь гармоник долгионы урт шугаман бус үйл ажиллагааны уртыг хангадаг. Нэгдмэл галлийн селенидын болорын хоёр дахь эрэмбийн шугаман бус туйлшрал нь 170 pm/V-ээс давсан нь оптик утаснуудын дотоод шугаман бус туйлшралаас хамаагүй өндөр юм. Түүнчлэн галлийн селенидын болорын урт хугацааны дараалсан бүтэц нь хоёр дахь гармоникуудын тасралтгүй фазын интерференцийг баталгаажуулж, микро нано эслэг дэх шугаман бус үйл ажиллагааны уртын давуу талыг бүрэн гүйцэд гүйцэтгэдэг. Илүү чухал зүйл бол шахуургын оптик суурь горим (HE11) ба хоёр дахь гармоник өндөр дарааллын горим (EH11, HE31) хоорондын фазын тохируулга нь конусын диаметрийг хянаж, дараа нь микро-нано эслэг бэлтгэх явцад долгионы дамжуулагчийн тархалтыг зохицуулах замаар хэрэгждэг.

Дээрх нөхцөлүүд нь микро-нано эслэг дэх хоёр дахь гармоникийг үр ашигтай, өргөн зурвасын өдөөх үндэс суурийг тавьсан. Туршилтаас харахад нановаттын түвшний хоёр дахь гармоникийн гаралтыг 1550 нм пикосекундын импульсийн лазерын насосны дор хийж, хоёр дахь гармоникийг ижил долгионы урттай тасралтгүй лазер шахуургын дор үр ашигтайгаар өдөөдөг ба босго хүч нь дараах байдалтай байна. хэдэн зуун микроватт хүртэл бага (Зураг 1). Цаашилбал, насосны гэрлийг гурван өөр долгионы урттай тасралтгүй лазер (1270/1550/1590 нм), гурван секундын гармоник (2w1, 2w2, 2w3) болон гурван нийлбэр давтамжийн дохио (w1+w2, w1+w3, w2+) болгон сунгахад. w3) давтамж хувиргах зургаан долгионы урт тус бүр дээр ажиглагдана. Насосны гэрлийг 79.3 нм зурвасын өргөнтэй хэт цацрагийн гэрлийн диод (SLED) гэрлийн эх үүсвэрээр сольсноор 28.3 нм зурвасын өргөнтэй өргөн хүрээний хоёр дахь гармоник үүсдэг (Зураг 2). Нэмж дурдахад, хэрэв энэ судалгаанд хуурай дамжуулалтын технологийг орлуулахын тулд химийн уурын хуримтлуулах технологийг ашиглаж, хол зайд микро-нано эслэгийн гадаргуу дээр галлийн селенидийн талстыг цөөн давхаргаар ургуулж чадвал гармоник хувиргах хоёр дахь үр ашигтай байх болно. цаашид сайжруулах.

ЗУРАГ. 1 Хоёр дахь гармоник үүсгэх систем ба үр дүн нь бүх шилэн бүтэцтэй

Зураг 2 Олон долгионы урттай холилдох ба өргөн хүрээний хоёр дахь гармоникийг тасралтгүй оптик шахах үед