Excitação de segundos harmônicos em um amplo espectro
Desde que a descoberta de efeitos ópticos não lineares de segunda ordem na década de 1960, despertou um amplo interesse dos pesquisadores, até agora, baseado nos Segundo Harmônico e Efeitos de Frequência, produziu a partir do extremo ultravioleta à banda infravermelha distante delasers, promoveu muito o desenvolvimento de laser,ópticoProcessamento de informações, imagem microscópica de alta resolução e outros campos. De acordo com não -linearópticae teoria da polarização, o efeito óptico não linear de ordem uniforme está intimamente relacionado à simetria de cristal, e o coeficiente não linear não é zero apenas em meio simétrico de inversão não central. Como o efeito não-linear de segunda ordem mais básico, o segundo harmônico dificulta muito sua geração e uso eficaz na fibra de quartzo devido à forma amorfa e à simetria da inversão central. Atualmente, os métodos de polarização (polarização óptica, polarização térmica, polarização do campo elétrico) podem destruir artificialmente a simetria da inversão do centro de material da fibra óptica e melhorar efetivamente a não linearidade de segunda ordem da fibra óptica. No entanto, esse método requer tecnologia de preparação complexa e exigente e só pode atender às condições de correspondência quase-fase em comprimentos de onda discretos. O anel ressonante de fibra óptica com base no modo de parede de eco limita a ampla excitação do espectro da segunda harmônica. Ao quebrar a simetria da estrutura da superfície da fibra, a superfície segundo harmônicos na fibra de estrutura especial é aprimorada em certa medida, mas ainda depende do pulso da bomba de femtossegundos com potência de pico muito alta. Portanto, a geração de efeitos ópticos não-lineares de segunda ordem em estruturas todas as fibras e a melhoria da eficiência da conversão, especialmente a geração de um segundo harmônico de amplo espectro em bombeamento óptico contínuo e de baixa potência, são os problemas básicos que precisam ser resolvidos no campo de fibra optical e dispositivos não lineares e têm importância científica importante e amplo valor de aplicação.
Uma equipe de pesquisa na China propôs um esquema de integração de fase de cristal de seleneto em camadas com micro-nano fibra. Ao aproveitar a alta não linearidade de segunda ordem e a ordem de longo alcance de cristais de seleneto de gálio, é realizada um processo de conversão de secoteconomônico e multi-frequência de amplo espectro, fornecendo uma nova solução para o aprimoramento de processos multi-paramétricos na fibra e a preparação da segunda banda largafontes de luz. A excitação eficiente do segundo efeito harmônico e de frequência da soma no esquema depende principalmente das três condições seguintes: a longa distância de interação da luz entre o seleneto de gálio eMicro-nano fibra, a alta não linearidade de segunda ordem e a ordem de longo alcance do cristal de seleneto de gálio em camadas, e as condições de correspondência de fase da frequência fundamental e o modo de duplicação de frequência são satisfeitas.
No experimento, a fibra micro-nano preparada pelo sistema de redução de varredura de chama possui uma região uniforme do cone na ordem de milímetro, que fornece um longo comprimento de ação não linear para a luz da bomba e a segunda onda harmônica. A polarizabilidade não linear de segunda ordem do cristal de seleneto de gálio integrado excede 170 pm/v, que é muito maior que a polarizabilidade não-linear intrínseca da fibra óptica. Além disso, a estrutura ordenada de longo alcance do cristal de seleneto de gálio garante a interferência de fase contínua dos segundos harmônicos, dando um jogo completo à vantagem do grande comprimento de ação não linear na fibra micro-nano. Mais importante, a correspondência de fase entre o modo de base óptica de bombeamento (HE11) e o segundo modo de alta ordem harmônica (EH11, HE31) é realizado controlando o diâmetro do cone e regulando a dispersão do guia de ondas durante a preparação da micro-fibra.
As condições acima são as bases para a excitação eficiente e ampla de segundos harmônicos em micro-nano fibra. O experimento mostra que a produção de segunda harmônicos no nível Nanowatt pode ser alcançada sob a bomba de laser de pulso de picossegundos de 1550 nm, e o segundo harmônico também pode ser excitado com eficiência sob a bomba de laser contínua do mesmo comprimento de onda, e a energia limite é tão baixa quanto várias centenas de microwatts (Figura 1). Além disso, quando a luz da bomba é estendida a três comprimentos de onda diferentes de laser contínuo (1270/1550/1590 nm), três segundos harmônicos (2W1, 2W2, 2W3) e três sinais de frequência de soma (W1+W2, W1+W3, W2+W3) são observados em cada uma das seis frequências que o W -Wil, o W1+W3, W2+). Substituindo a luz da bomba por uma fonte de luz de diodo emissora de luz ultra-radiante (SLED) com uma largura de banda de 79,3 nm, é gerado um segundo harmônico de amplo espectro com uma largura de banda de 28,3 nm (Figura 2). Além disso, se a tecnologia de deposição de vapor químico puder ser usada para substituir a tecnologia de transferência a seco neste estudo, e menos camadas de cristais de seleneto de gálio podem ser cultivadas na superfície da fibra micro-nano em longas distâncias, a segunda eficiência de conversão harmônica deve ser melhorada.
FIGO. 1 Sistema de geração harmônica segunda e resulta em estrutura de todas as fibras
Figura 2 Mistura de comprimento de onda multipos
Hora de postagem: maio-20-2024