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. Иймээс бүх шилэн бүтцэд хоёрдахь эрэмбийн шугаман бус оптик эффект үүсгэх, хувиргах үр ашгийг дээшлүүлэх, ялангуяа бага хүчин чадалтай, тасралтгүй оптик шахах үед өргөн хүрээний хоёр дахь гармоникийг бий болгох нь шугаман бус шилэн кабель, төхөөрөмжүүдийн салбарт шийдвэрлэх шаардлагатай үндсэн асуудал бөгөөд шинжлэх ухааны чухал ач холбогдолтой, өргөн хэрэглээний үнэ цэнэтэй юм.

Хятад дахь судалгааны баг галлийн селенидын талст фазын микро-нано эслэгээр нэгтгэх схемийг санал болгов. Галийн селенидын талстуудын хоёр дахь эрэмбийн өндөр шугаман бус, урт хугацааны дарааллыг ашиглан өргөн хүрээний хоёр дахь гармоникийн өдөөлт, олон давтамжийн хувиргах процессыг хэрэгжүүлж, шилэн доторх олон параметрт процессыг сайжруулах, өргөн зурвасын хоёрдугаар гармоник бэлтгэх шинэ шийдлийг бий болгосон.гэрлийн 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. Туршилт нь нановаттын түвшний хоёр дахь гармоникийн гаралтыг 1550 нм пикосекундын импульсийн лазерын шахуургын дор хийж, хоёр дахь гармоникийг ижил долгионы урттай тасралтгүй лазер насосны дор үр ашигтайгаар өдөөж болохыг харуулж байна, босго хүч нь хэдэн зуун микроватт хүртэл бага байна (Зураг 1). Цаашилбал, насосны гэрлийг тасралтгүй лазерын гурван өөр долгионы уртад (1270/1550/1590 нм) сунгах үед зургаан долгионы давтамж бүрт гурван секундын гармоник (2w1, 2w2, 2w3) болон гурван нийлбэр давтамжийн дохио (w1+w2, w1+w3, w2+w3) 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 хоёр дахь гармоник хувиргах үр ашгийг улам сайжруулах төлөвтэй байна.

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