Өргөн спектр дэх хоёрдогч гармоникуудын өдөөлт

Өргөн спектр дэх хоёрдогч гармоникуудын өдөөлт

1960-аад онд хоёрдогч эрэмбийн шугаман бус оптик эффектүүдийг нээснээс хойш судлаачдын сонирхлыг ихээхэн татаж ирсэн бөгөөд одоогоор хоёрдогч гармоник дээр үндэслэн хэт хэт ягаан туяанаас алс хэт улаан туяаны зурвас хүртэлх давтамжийн эффектүүдийг гаргаж авчээ.лазеруудлазерын хөгжлийг ихээхэн дэмжсэн,оптикмэдээлэл боловсруулах, өндөр нягтралтай микроскопийн дүрслэл болон бусад салбарууд. Шугаман бус аргаароптикболон туйлшралын онолын хувьд тэгш эрэмбийн шугаман бус оптик эффект нь талстын тэгш хэмтэй нягт холбоотой бөгөөд шугаман бус коэффициент нь зөвхөн төвийн бус урвуу тэгш хэмтэй орчинд тэг биш юм. Хамгийн үндсэн хоёрдогч эрэмбийн шугаман бус эффект болох хоёрдогч гармоникууд нь аморф хэлбэр болон төвийн урвуу тэгш хэмийн улмаас кварцын шилэн кабелийн үүсэл болон үр дүнтэй хэрэглээнд ихээхэн саад учруулдаг. Одоогийн байдлаар туйлшралын аргууд (оптик туйлшрал, дулааны туйлшрал, цахилгаан орны туйлшрал) нь оптик шилэн кабелийн материалын төвийн урвуу тэгш хэмийг зохиомлоор устгаж, оптик шилэн кабелийн хоёрдогч шугаман бус байдлыг үр дүнтэй сайжруулж чадна. Гэсэн хэдий ч энэ арга нь нарийн төвөгтэй, шаарддаг бэлтгэлийн технологийг шаарддаг бөгөөд зөвхөн дискрет долгионы уртад квазифазын тохируулгын нөхцлийг хангаж чадна. Цуурай хананы горимд суурилсан оптик шилэн кабелийн резонансын цагираг нь хоёрдогч гармоникуудын өргөн спектрийн өдөөлтийг хязгаарладаг. Шилэн кабелийн гадаргуугийн бүтцийн тэгш хэмийг зөрчсөнөөр тусгай бүтцийн шилэн кабелийн гадаргуугийн хоёрдогч гармоникууд тодорхой хэмжээгээр сайжирсан боловч маш өндөр оргил хүч бүхий фемтосекундын насосны импульсээс хамааралтай хэвээр байна. Тиймээс бүх шилэн бүтцэд хоёрдогч эрэмбийн шугаман бус оптик эффект үүсгэх, хувиргалтын үр ашгийг сайжруулах, ялангуяа бага чадлын, тасралтгүй оптик шахуургад өргөн спектрийн хоёрдогч гармоник үүсгэх нь шугаман бус шилэн оптик болон төхөөрөмжийн салбарт шийдвэрлэх шаардлагатай үндсэн асуудлууд бөгөөд шинжлэх ухааны чухал ач холбогдолтой, өргөн хэрэглээний үнэ цэнэтэй юм.

Хятадын нэгэн судалгааны баг микро-нано шилэн кабель бүхий давхаргат галлий селенидын талстын фазын интеграцийн схемийг санал болгов. Галлий селенидын талстын өндөр хоёрдогч эрэмбийн шугаман бус байдал болон урт хугацааны дарааллыг ашиглан өргөн спектрийн хоёрдогч гармоник өдөөлт болон олон давтамжийн хувиргах процессыг хэрэгжүүлж, шилэн кабелийн олон параметрийн процессыг сайжруулах, өргөн зурвасын хоёрдогч гармоникийг бэлтгэх шинэ шийдлийг бий болгож байна.гэрлийн эх үүсвэрүүдСхем дэх хоёр дахь гармоник ба нийлбэр давтамжийн эффектийн үр ашигтай өдөөлт нь голчлон дараах гурван гол нөхцлөөс хамаарна: галлий селенид ба ... хоорондох гэрэл-матери харилцан үйлчлэлийн урт займикро-нано шилэн, давхарласан галлий селенидын талстын хоёрдугаар эрэмбийн өндөр шугаман бус байдал ба урт хугацааны эрэмбэ, мөн үндсэн давтамж ба давтамжийн давхардалтын горимын фазын тохирох нөхцөлүүд хангагдсан.

Туршилтаар дөл сканнердах нарийсгах системээр бэлтгэсэн микро-нано шилэн нь миллиметрийн дарааллаар жигд конус хэлбэртэй бөгөөд энэ нь насосны гэрэл болон хоёр дахь гармоник долгионы урт шугаман бус үйлчлэлийн уртыг өгдөг. Интеграл галлий селенидийн талстын хоёр дахь эрэмбийн шугаман бус туйлшрал нь 170 pm/V-ээс давсан бөгөөд энэ нь оптик шилэн кабелийн дотоод шугаман бус туйлшралаас хамаагүй өндөр юм. Түүнчлэн, галлий селенидийн талстын урт хугацааны дараалсан бүтэц нь хоёр дахь гармоникийн тасралтгүй фазын интерференцийг хангаж, микро-нано шилэн кабелийн том шугаман бус үйлчлэлийн уртын давуу талыг бүрэн ашиглах боломжийг олгодог. Хамгийн чухал нь шахах оптик суурийн горим (HE11) болон хоёр дахь гармоник өндөр эрэмбийн горим (EH11, HE31)-ийн хоорондох фазын тохируулгыг конусын диаметрийг хянаж, дараа нь микро-нано шилэн кабелийг бэлтгэх явцад долгион хөтлөгчийн тархалтыг зохицуулах замаар хэрэгжүүлдэг.

Дээрх нөхцөлүүд нь микро нано шилэн кабельд хоёрдогч гармоникийг үр ашигтай, өргөн зурвасын өдөөх үндэс суурийг тавьж байна. Туршилтаар нановаттын түвшинд хоёрдогч гармоникийн гаралтыг 1550 нм пикосекунд импульсийн лазер шахуургын дор хийж болох бөгөөд хоёрдогч гармоникийг мөн ижил долгионы урттай тасралтгүй лазер шахуургын дор үр дүнтэй өдөөж болох бөгөөд босго хүч нь хэдэн зуун микроватт хүртэл бага байна (Зураг 1). Цаашилбал, шахуургын гэрлийг тасралтгүй лазерын гурван өөр долгионы уртад (1270/1550/1590 нм) сунгахад зургаан давтамжийн хувиргалтын долгионы урт тус бүрт гурван секундын гармоник (2w1, 2w2, 2w3) болон гурван нийлбэр давтамжийн дохио (w1+w2, w1+w3, w2+w3) ажиглагддаг. Шахуургын гэрлийг 79.3 нм зурвасын өргөнтэй хэт цацраг туяатай гэрэл ялгаруулах диод (SLED) гэрлийн эх үүсвэрээр сольсноор 28.3 нм зурвасын өргөнтэй өргөн спектрийн хоёрдогч гармоник үүсгэгддэг (Зураг 2). Үүнээс гадна, хэрэв энэхүү судалгаанд хуурай дамжуулах технологийг химийн ууршуулах технологийг ашиглан орлуулж, галлий селенидын талстын цөөн давхаргыг микро нано шилэн материалын гадаргуу дээр хол зайд ургуулж чадвал хоёр дахь гармоник хувиргалтын үр ашиг улам сайжирна гэж үзэж байна.

ЗУРАГ 1 Хоёр дахь гармоник үүсгэлтийн систем ба бүхэл шилэн бүтэц үүсэх үр дүн

Зураг 2 Тасралтгүй оптик шахалтын дор олон долгионы урттай холилт ба өргөн спектрийн хоёр дахь гармоникууд