การกระตุ้นของฮาร์มอนิกที่สองในสเปกตรัมกว้าง

การกระตุ้นของฮาร์มอนิกที่สองในสเปกตรัมกว้าง

นับตั้งแต่การค้นพบเอฟเฟกต์ออปติคัลแบบไม่เชิงเส้นลำดับที่สองในปี 1960 ได้กระตุ้นความสนใจของนักวิจัยอย่างกว้างขวางจนถึงขณะนี้ขึ้นอยู่กับฮาร์มอนิกที่สองและเอฟเฟกต์ความถี่ได้ผลิตจากอัลตราไวโอเลตสุดขั้วจนถึงแถบอินฟราเรดอันไกลโพ้นเลเซอร์ส่งเสริมการพัฒนาเลเซอร์อย่างมากเกี่ยวกับแสงการประมวลผลข้อมูลการถ่ายภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์ความละเอียดสูงและสาขาอื่น ๆ ตามไม่เชิงเส้นเลนส์และทฤษฎีโพลาไรเซชันเอฟเฟกต์ออปติคัลแบบไม่เชิงเส้นลำดับนั้นเกี่ยวข้องกับความสมมาตรของคริสตัลอย่างใกล้ชิดและค่าสัมประสิทธิ์ไม่เชิงเส้นไม่ได้เป็นศูนย์เฉพาะในสื่อสมมาตรแบบไม่ผกผัน ในฐานะที่เป็นเอฟเฟกต์แบบไม่เชิงเส้นลำดับที่สองที่สุดฮาร์มอนิกที่สองเป็นอุปสรรคต่อรุ่นของพวกเขาและการใช้งานที่มีประสิทธิภาพในเส้นใยควอตซ์เนื่องจากรูปแบบอสัณฐานและความสมมาตรของการผกผันตรงกลาง ในปัจจุบันวิธีการโพลาไรเซชัน (โพลาไรเซชันแบบออพติคอลโพลาไรเซชันความร้อนโพลาไรซ์สนามไฟฟ้า) สามารถทำลายความสมมาตรของการผกผันของศูนย์วัสดุของเส้นใยออพติคอลและปรับปรุงความไม่เชิงเส้นลำดับที่สองของเส้นใยออพติคอลได้อย่างมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตามวิธีนี้ต้องใช้เทคโนโลยีการเตรียมการที่ซับซ้อนและเรียกร้องและสามารถปฏิบัติตามเงื่อนไขการจับคู่กึ่งเฟสที่ความยาวคลื่นไม่ต่อเนื่องเท่านั้น วงแหวนเรโซแนนท์ไฟเบอร์ออปติคอลตามโหมดกำแพง echo จำกัด การกระตุ้นสเปกตรัมกว้างของฮาร์มอนิกที่สอง โดยการทำลายความสมมาตรของโครงสร้างพื้นผิวของเส้นใยฮาร์โมนิกที่สองพื้นผิวในเส้นใยโครงสร้างพิเศษได้รับการปรับปรุงในระดับหนึ่ง แต่ก็ยังขึ้นอยู่กับพัลส์ปั๊ม femtosecond ที่มีกำลังสูงสุดสูงมาก ดังนั้นการสร้างเอฟเฟกต์ออพติคอลแบบไม่เชิงเส้นลำดับที่สองในโครงสร้างไฟเบอร์ทั้งหมดและการปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงโดยเฉพาะอย่างยิ่งการสร้างฮาร์โมนิกที่สองในช่วงกว้างในการสูบน้ำแบบออพติคอลแบบต่อเนื่องที่มีกำลังต่ำ

ทีมวิจัยในประเทศจีนได้เสนอรูปแบบการรวมเฟสแกลเลียมซีลีนคริสตัลเลเยอร์ด้วยเส้นใยไมโคร-นาโน ด้วยการใช้ประโยชน์จากความไม่เชิงเส้นลำดับที่สองและการสั่งซื้อระยะยาวของคริสตัลแกลเลียมเซเลนีด์การกระตุ้นที่สอง-สเปกตรัมที่สองและกระบวนการแปลงความถี่หลายความถี่จะได้รับการรับรู้ซึ่งเป็นโซลูชั่นใหม่สำหรับการปรับปรุงกระบวนการพารามิเตอร์หลายพารามิเตอร์ในไฟเบอร์แหล่งกำเนิดแสง- การกระตุ้นอย่างมีประสิทธิภาพของเอฟเฟกต์ฮาร์มอนิกที่สองและผลรวมความถี่ในโครงการส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับเงื่อนไขสำคัญสามประการต่อไปนี้: ระยะห่างจากการปฏิสัมพันธ์ระหว่างแสงยาวระหว่างแกลเลียมซีลีนและเส้นใยไมโคร-นาโนลำดับที่ไม่เชิงเส้นลำดับที่สองและลำดับระยะยาวของคริสตัลแกลเลียมเซลินด์ชั้นและเงื่อนไขการจับคู่เฟสของความถี่พื้นฐานและโหมดการเพิ่มความถี่เป็นสองเท่า

ในการทดลองเส้นใย micro-nano ที่เตรียมโดยระบบเรียวการสแกนเปลวไฟมีบริเวณกรวยสม่ำเสมอตามลำดับของมิลลิเมตรซึ่งให้ความยาวการกระทำแบบไม่เชิงเส้นยาวสำหรับแสงปั๊มและคลื่นฮาร์มอนิกที่สอง ความสามารถในการโพลาไรซ์แบบไม่เชิงเส้นลำดับที่สองของคริสตัลแกลเลียมซีลีนด์แบบบูรณาการเกินกว่า 170 PM/V ซึ่งสูงกว่าความสามารถในการโพลาไรซ์แบบไม่เชิงเส้นที่แท้จริงของเส้นใยออพติคอล ยิ่งไปกว่านั้นโครงสร้างที่ได้รับคำสั่งระยะยาวของคริสตัล Gallium Selenide ทำให้มั่นใจได้ว่าการรบกวนเฟสอย่างต่อเนื่องของฮาร์โมนิกที่สองให้การเล่นเต็มรูปแบบเพื่อประโยชน์ของความยาวแอ็คชั่นที่ไม่เชิงเส้นขนาดใหญ่ในเส้นใยไมโคร-นาโน ที่สำคัญกว่านั้นการจับคู่เฟสระหว่างโหมดฐานแสงปั๊ม (HE11) และโหมดคำสั่งซื้อฮาร์มอนิกที่สอง (EH11, HE31) ได้รับการรับรู้โดยการควบคุมเส้นผ่านศูนย์กลางกรวยและจากนั้นควบคุมการกระจายของท่อนำคลื่นในระหว่างการเตรียมเส้นใยไมโคร-นาโน

เงื่อนไขข้างต้นวางรากฐานสำหรับการกระตุ้นที่มีประสิทธิภาพและกว้างของฮาร์มอนิกที่สองในเส้นใยไมโคร-นาโน การทดลองแสดงให้เห็นว่าเอาต์พุตของฮาร์มอนิกที่สองที่ระดับนาโนวัตต์สามารถทำได้ภายใต้ปั๊มเลเซอร์พัลส์พัลส์ picosecond 1550 นาโนเมตรและฮาร์โมนิกที่สองยังสามารถตื่นเต้นได้อย่างมีประสิทธิภาพภายใต้ปั๊มเลเซอร์อย่างต่อเนื่องของความยาวคลื่นเดียวกัน นอกจากนี้เมื่อแสงปั๊มขยายไปถึงความยาวคลื่นที่แตกต่างกันสามแบบของเลเซอร์ต่อเนื่อง (1270/1550/1590 นาโนเมตร) ฮาร์โมนิกสามวินาที (2W1, 2W2, 2W3) และสัญญาณความถี่รวมสามครั้ง (W1+W2, W1+W3, W2+W3) โดยการเปลี่ยนแสงปั๊มด้วยแหล่งกำเนิดแสงที่เปล่งแสงแบบเปล่งแสงพิเศษ (เลื่อน) ด้วยแบนด์วิดท์ 79.3 นาโนเมตรฮาร์มอนิกที่สองสเปกตรัมกว้างที่มีแบนด์วิดท์ 28.3 นาโนเมตรถูกสร้างขึ้น (รูปที่ 2) นอกจากนี้หากเทคโนโลยีการสะสมของไอสารเคมีสามารถใช้ในการแทนที่เทคโนโลยีการถ่ายโอนแบบแห้งในการศึกษานี้และคริสตัลแกลเลียมเซลินไทด์น้อยลงสามารถปลูกได้บนพื้นผิวของเส้นใยไมโคร-นาโนในระยะทางไกล

มะเดื่อ. ระบบการสร้างฮาร์มอนิก 1 วินาทีและผลลัพธ์ในโครงสร้างไฟเบอร์ทั้งหมด

รูปที่ 2 การผสมความยาวคลื่นหลายความยาวคลื่นและฮาร์โมนิกที่สองในช่วงกว้างภายใต้การสูบน้ำแบบต่อเนื่อง