Eccitazione della seconda armonica in un ampio spettro

Eccitazione della seconda armonica in un ampio spettro

Dalla scoperta di effetti ottici non lineari del secondo ordine negli anni '60, ha suscitato un ampio interesse per i ricercatori, finora, sulla base della seconda armonica e gli effetti di frequenza, ha prodotto dall'estrema ultravioletta alla banda a infrarossi lontani dilaser, ha promosso notevolmente lo sviluppo del laser,otticoElaborazione delle informazioni, imaging microscopico ad alta risoluzione e altri campi. Secondo non lineareotticae la teoria della polarizzazione, l'effetto ottico non lineare di ordine uniforme è strettamente correlato alla simmetria cristallina e il coefficiente non lineare non è zero solo in mezzi simmetrici di inversione non centrale. Come effetto non lineare di secondo ordine più elementare, la seconda armonica ostacola notevolmente la loro generazione e l'uso efficace nella fibra di quarzo a causa della forma amorfa e della simmetria dell'inversione centrale. Al momento, i metodi di polarizzazione (polarizzazione ottica, polarizzazione termica, polarizzazione del campo elettrico) possono distruggere artificialmente la simmetria dell'inversione centrale dei materiali della fibra ottica e migliorare efficacemente la non linearità del secondo ordine della fibra ottica. Tuttavia, questo metodo richiede una tecnologia di preparazione complessa e impegnativa e può soddisfare solo le condizioni di corrispondenza quasi fasi a lunghezze d'onda discrete. L'anello risonante in fibra ottica in base alla modalità Eco della parete limita l'eccitazione a spettro ampio della seconda armonica. Rompendo la simmetria della struttura superficiale della fibra, le seconde armoniche di superficie nella fibra di struttura speciale sono migliorate in una certa misura, ma dipendono ancora dall'impulso della pompa femtosecondo con una potenza di picco molto elevata. Pertanto, la generazione di effetti ottici non lineari del secondo ordine nelle strutture a tutte le fibre e il miglioramento dell'efficienza di conversione, in particolare la generazione di armoniche e dispositivi a bassa potenza a bassa potenza, sono i problemi di base che devono essere risolti nel campo delle ottiche e dei dispositivi non lineari e hanno un importante significato scientifico e un valore di ampia applicazione.

Un team di ricerca in Cina ha proposto uno schema di integrazione della fase cristallina di selenide a strati con fibra micro-nano. Sfruttando l'elevata non linearità del secondo ordine e l'ordinamento a lungo raggio dei cristalli di selenidi di gallio, vengono realizzati un processo di conversione di seconda-armonica ad ampio spettro e preparazione della fibra multi-parametrica in fibra e la preparazione della secondabanda a banda larga ad armoniafonti luminose. L'eccitazione efficiente del secondo effetto armonico e della frequenza della somma nello schema dipende principalmente dalle seguenti tre condizioni chiave: la distanza di interazione di materia della luce lunga tra selenidi di gallio eFibra micro-nano, l'alto non linearità del secondo ordine e l'ordine a lungo raggio del cristallo di selenidi di gallio a strati e le condizioni di corrispondenza della fase della frequenza fondamentale e della modalità di raddoppio della frequenza sono soddisfatte.

Nell'esperimento, la fibra micro-nano preparata dal sistema di assorbimento di scansione di fiamma ha una regione di cono uniforme nell'ordine di millimetro, che fornisce una lunga lunghezza di azione non lineare per la luce della pompa e la seconda onda armonica. La polarizzabilità non lineare del secondo ordine del cristallo di selenide di g Inoltre, la struttura ordinata a lungo raggio del cristallo di selenide di gallio garantisce l'interferenza di fase continua della seconda armonica, dando il gioco completo a vantaggio della grande lunghezza dell'azione non lineare nella fibra micro-nano. Ancora più importante, la corrispondenza della fase tra la modalità di base ottica di pompaggio (HE11) e la seconda modalità armonica di alto ordine (EH11, HE31) viene realizzata controllando il diametro del cono e quindi regolando la dispersione della guida d'onda durante la preparazione della fibra micro-nano.

Le condizioni di cui sopra pongono le basi per l'eccitazione efficiente e larga in banda della seconda armonica nella fibra micro-nano. L'esperimento mostra che l'output della seconda armonica a livello di Nanowatt può essere ottenuto sotto la pompa laser a impulsi da 1550 nm di picosecondi e la seconda armonica può anche essere eccitata in modo efficiente sotto la pompa laser continua della stessa lunghezza d'onda e la potenza di soglia è bassa di diverse centinaia di microwatt (Figura 1). Inoltre, quando la luce della pompa viene estesa a tre diverse lunghezze d'onda del laser continuo (1270/1550/1590 nm), sono osservate tre secondi armoniche (2W1, 2W2, 2W3) e tre segnali di frequenza di somma (W1+W2, W1+W3, W2+W3) in ciascuna delle sei lunghezze di conversione della frequenza. Sostituendo la luce della pompa con una fonte di luce a diodo a emissione di luce ultra-radizionale (SLED) con una larghezza di banda di 79,3 nm, viene generata una seconda armonica a spettro ampio con una larghezza di banda di 28,3 nm (Figura 2). Inoltre, se in questo studio è possibile utilizzare la tecnologia di deposizione di vapore chimico per sostituire la tecnologia di trasferimento a secco e un minor numero di strati di cristalli di selenide al gallio può essere coltivato sulla superficie della fibra di micro-nano su lunghe distanze, si prevede che la seconda efficienza di conversione armonica dovrebbe essere ulteriormente migliorata.

FICO. 1 secondo sistema di generazione armonica e provoca una struttura a tutta fibra

Figura 2 miscelazione a più lunghezze d'onda e seconda armonica a spettro ampio sotto il pompaggio ottico continuo