Eccitazione di seconda armonica in un spettru largu

Eccitazione di seconda armonica in un spettru largu

Dapoi a scuperta di effetti otticu non-linear-secondu in l'anni 1960, hà suscitatu un largu interessu di circadori, finu à quì, basatu nantu à a seconda armonica, è l'effetti di frequenza, hà pruduttu da l'ultraviolet estremu à a banda infrared luntanu dilasers, hà prumuvutu assai u sviluppu di laser,otticutrasfurmazioni di l'infurmazioni, imaghjini microscòpichi d'alta risoluzione è altri campi. Sicondu non-linearotticaè a teoria di polarizazione, l'effettu otticu non-linear even-order hè strettamente ligata à a simmetria di cristalli, è u coefficient non-linear ùn hè micca cero solu in media simmetrica d'inversione non-cintrali. Cum'è l'effettu non lineale di u sicondu ordine più basicu, i secondi armonichi impediscenu assai a so generazione è l'usu efficace in fibra di quartz per via di a forma amorfa è a simmetria di l'inversione di u centru. Attualmente, i metudi di polarizazione (polarizazione otticu, polarizazione termale, polarizazione di u campu elettricu) ponu distrugge artificialmente a simmetria di l'inversione di u centru materiale di a fibra ottica, è migliurà effittivamenti a non-linearità di a fibra ottica. Tuttavia, stu metudu richiede tecnulugia di preparazione cumplessa è esigenti, è pò scuntrà solu e cundizioni di currispundenza quasi-fase à lunghezze d'onda discrete. L'anellu di risonanza di fibra ottica basatu annantu à u modu di muru di eco limita l'eccitazione di spettru largu di seconda armonica. By rumpiri la simmetria di a struttura di a superficia di a fibra, a superficia seconda armonica in a fibra struttura speciale sò rinfurzata à un certu puntu, ma sempre dipendenu da u pulsu di a pompa femtosecondu cù una putenza piccu assai alta. Per quessa, a generazione di effetti ottichi non-lineari di u sicondu ordine in strutture di tutte e fibre è a migliione di l'efficienza di cunversione, in particulare a generazione di secondi armonichi di spettru largu in u pumping otticu continuu à bassa putenza, sò i prublemi basi chì devenu esse risolti. in u campu di fibre ottica non-linear è i dispusitivi, è hannu un significatu scientificu impurtante è larga applicazione valore.

Un squadra di ricerca in Cina hà prupostu un schema d'integrazione di fasi di cristalli di selenidu di gallio stratificata cù fibra micro-nano. Approfittendu di l'alta non-linearità di u sicondu ordine è di l'ordine à longu andà di i cristalli di selenidu di gallio, un prucessu di cunversione multi-frequenza è di eccitazione di seconda armonica à spettru largu hè realizatu, chì furnisce una nova suluzione per a rinfurzà di i prucessi multi-parametrici. fibra è a preparazione di a banda larga seconda-armonicafonti di luce. L'eccitazione efficiente di l'effettu di a seconda armonica è di a freccia di somma in u schema dipende principalmente da e seguenti trè cundizioni chjave: a longa distanza di interazzione luce-materia trà selenidu di gallio èmicro-nano fibra, l'alta non-linearità di u sicondu ordine è l'ordine à longu andà di u cristallu di selenidu di galliu stratificati, è e cundizioni di currispundenza di fasi di a freccia fundamentale è u modu di radduppiamentu di freccia sò soddisfatti.

In l'esperimentu, a fibra micro-nano preparata da u sistema di scansione di fiamme hà una regione di cune uniforme in l'ordine di millimetru, chì furnisce una longa lunghezza d'azzione non lineare per a luce di pompa è a seconda onda armonica. A polarizabilità non lineale di u sicondu ordine di u cristallu di selenidu di galliu integratu supera 170 pm / V, chì hè assai più altu ch'è a polarizabilità intrinseca non lineare di a fibra ottica. Inoltre, a struttura urdinata à longu andà di u cristallu di selenidu di galliu assicura l'interferenza di fase cuntinuu di a seconda armonica, dendu u ghjocu pienu à u vantaghju di a grande lunghezza d'azione non lineare in a micro-nano fibra. A più impurtante, a cuncordanza di fasi trà u modu di basa otticu di pumping (HE11) è a seconda modalità armonica d'ordine altu (EH11, HE31) hè realizatu cuntrullendu u diametru di u conu è poi regulendu a dispersione di a guida d'onda durante a preparazione di micro-nano fibra.

E cundizioni di sopra ponenu a basa per l'eccitazione efficiente è larga di banda larga di seconda armonica in fibra micro-nano. L'esperimentu mostra chì l'output di seconda armonica à u livellu di nanowatt pò esse ottenuta sottu à a pompa laser di impulsu di picosecondu 1550 nm, è a seconda armonica pò ancu esse eccitata in modu efficiente sottu a pompa laser cuntinuu di a stessa lunghezza d'onda, è a putenza di soglia hè cum'è bassu quant'è parechji centu microwatts (Figura 1). Inoltre, quandu a luce di a pompa hè allargata à trè lunghezze d'onda diverse di laser cuntinuu (1270/1550/1590 nm), trè seconde armoniche (2w1, 2w2, 2w3) è trè segnali di frequenza di somma (w1 + w2, w1 + w3, w2 +). w3) sò osservati à ognuna di e sei lunghezze d'onda di cunversione di frequenza. Sustituendu a luce di a pompa cù una fonte di luce diodu ultra-radiante (SLED) cù una larghezza di banda di 79,3 nm, una seconda armonica di spettru largu cù una larghezza di banda di 28,3 nm hè generata (Figura 2). Inoltre, se a tecnulugia di depositu di vapore chimicu pò esse aduprata per rimpiazzà a tecnulugia di trasferimentu seccu in stu studiu, è menu strati di cristalli di selenidu di gallio ponu esse cultivati ​​nantu à a superficia di micro-nano fibra nantu à longu distanzi, a seconda efficienza di cunversione armonica hè prevista. per esse migliuratu più.

FIG. 1 Secondu sistema di generazione armonica è risultati in una struttura tutta di fibra

Figura 2 Miscelazione multi-lunghezza d'onda è armoniche secondarie à spettru largu sottu u pumping otticu continuu