Eccitazione di seconde armoniche in un largu spettru

Eccitazione di seconde armoniche in un largu spettru

Dapoi a scuperta di l'effetti ottici non lineari di secondu ordine in l'anni 1960, hà suscitatu un grande interessu di i circadori, finu à avà, basatu annantu à a seconda armonica, è l'effetti di frequenza, hà pruduttu da l'ultraviolettu estremu à a banda infrarossa luntana dilaser, hà prumuvutu assai u sviluppu di u laser,otticutrasfurmazione di l'infurmazioni, imaghjini microscopiche d'alta risoluzione è altri campi. Sicondu a nonlineareotticheè a teoria di a polarizazione, l'effettu otticu non lineare di ordine paru hè strettamente ligatu à a simmetria di u cristallu, è u cuefficiente non lineare ùn hè micca zeru solu in i mezi simmetrici d'inversione non centrale. Cum'è l'effettu non lineare di secondu ordine u più basicu, e seconde armoniche impediscenu assai a so generazione è l'usu efficace in a fibra di quarzu per via di a forma amorfa è a simmetria di l'inversione di u centru. Attualmente, i metudi di polarizazione (polarizazione ottica, polarizazione termica, polarizazione di u campu elettricu) ponu distrughje artificialmente a simmetria di l'inversione di u centru di u materiale di a fibra ottica, è migliurà efficacemente a non linearità di secondu ordine di a fibra ottica. Tuttavia, questu metudu richiede una tecnulugia di preparazione cumplessa è esigente, è pò solu risponde à e cundizioni di currispundenza quasi-fase à lunghezze d'onda discrete. L'anellu risonante di a fibra ottica basatu annantu à u modu di u muru d'ecu limita l'eccitazione à largu spettru di seconde armoniche. Rompendu a simmetria di a struttura superficiale di a fibra, e seconde armoniche superficiali in a fibra di struttura speciale sò migliorate finu à un certu puntu, ma dipendenu sempre da l'impulsu di pompa femtosecondi cù una putenza di piccu assai alta. Dunque, a generazione di effetti ottici non lineari di secondu ordine in strutture di tutte e fibre è u miglioramentu di l'efficienza di cunversione, in particulare a generazione di seconde armoniche à spettru largu in pompaggio otticu continuu à bassa putenza, sò i prublemi basi chì devenu esse risolti in u campu di e fibre ottiche è di i dispositivi non lineari, è anu un significatu scientificu impurtante è un valore di applicazione larga.

Una squadra di ricerca in Cina hà prupostu un schema d'integrazione di fase cristallina di seleniuru di galliu stratificatu cù micro-nano fibra. Prufittendu di l'alta non linearità di secondu ordine è di l'ordinamentu à longa distanza di i cristalli di seleniuru di galliu, si hè realizatu un prucessu d'eccitazione di seconda armonica à largu spettru è di cunversione multi-frequenza, furnendu una nova suluzione per u miglioramentu di i prucessi multi-parametrici in fibra è a preparazione di seconda armonica à banda larga.fonti di luceL'eccitazione efficiente di a seconda armonica è di l'effettu di frequenza di somma in u schema dipende principalmente da e seguenti trè cundizioni chjave: a longa distanza d'interazione luce-materia trà u seleniuru di galliu èfibra micro-nano, l'alta nonlinearità di secondu ordine è l'ordine à longa distanza di u cristallu di seleniuru di galliu stratificatu, è e cundizioni di currispundenza di fase di a frequenza fundamentale è di u modu di radduppiamentu di frequenza sò soddisfatte.

In l'esperimentu, a fibra micro-nano preparata da u sistema di tapering di scansione di fiamma hà una regione di conu uniforme di l'ordine di millimetru, chì furnisce una longa lunghezza d'azione non lineare per a luce di pompa è a seconda onda armonica. A polarizabilità non lineare di secondu ordine di u cristallu di seleniuru di galliu integratu supera i 170 pm/V, chì hè assai più alta di a polarizabilità non lineare intrinseca di a fibra ottica. Inoltre, a struttura urdinata à longa distanza di u cristallu di seleniuru di galliu assicura l'interferenza di fase cuntinua di e seconde armoniche, dendu pienu ghjocu à u vantaghju di a grande lunghezza d'azione non lineare in a fibra micro-nano. Ancu più impurtante, a currispundenza di fase trà u modu di basa ottica di pompaggio (HE11) è u modu di seconda armonica d'ordine altu (EH11, HE31) hè realizata cuntrullendu u diametru di u conu è dopu regulendu a dispersione di a guida d'onda durante a preparazione di a fibra micro-nano.

E cundizioni sopra menzionate ponenu e basi per l'eccitazione efficiente è à banda larga di seconde armoniche in fibra micro-nano. L'esperimentu mostra chì a pruduzzione di seconde armoniche à u livellu di nanowatt pò esse ottenuta sottu a pompa laser à impulsi di picosecondi di 1550 nm, è e seconde armoniche ponu ancu esse eccitate in modu efficiente sottu a pompa laser cuntinua di a stessa lunghezza d'onda, è a putenza di soglia hè bassa cum'è parechji centinaia di microwatt (Figura 1). Inoltre, quandu a luce di a pompa hè estesa à trè diverse lunghezze d'onda di laser cuntinuu (1270/1550/1590 nm), trè seconde armoniche (2w1, 2w2, 2w3) è trè signali di frequenza di somma (w1 + w2, w1 + w3, w2 + w3) sò osservati à ognuna di e sei lunghezze d'onda di cunversione di frequenza. Rimpiazzendu a luce di a pompa cù una fonte luminosa à diodi emettitori di luce ultra-radianti (SLED) cù una larghezza di banda di 79,3 nm, si genera una seconda armonica à spettru largu cù una larghezza di banda di 28,3 nm (Figura 2). Inoltre, se a tecnulugia di deposizione chimica da vapore pò esse aduprata per rimpiazzà a tecnulugia di trasferimentu seccu in questu studiu, è menu strati di cristalli di seleniuru di galliu ponu esse cultivati ​​nantu à a superficia di a fibra micro-nano nantu à longhe distanze, si prevede chì l'efficienza di cunversione di a seconda armonica serà ulteriormente migliorata.

FIG. 1 Sistema di generazione di seconda armonica è risultati in una struttura interamente in fibra

Figura 2 Miscelazione multi-lunghezza d'onda è seconde armoniche à spettru largu sottu pompaggio otticu continuu