विस्तृत स्पेक्ट्रममध्ये द्वितीय हार्मोनिक्सची उत्तेजना

विस्तृत स्पेक्ट्रममध्ये द्वितीय हार्मोनिक्सची उत्तेजना

1960 च्या दशकात द्वितीय श्रेणीतील नॉनलाइनर ऑप्टिकल इफेक्ट्सचा शोध लागल्यापासून, संशोधकांची व्यापक आवड निर्माण झाली आहे, आतापर्यंत, द्वितीय हार्मोनिक आणि वारंवारता प्रभावांवर आधारित, अत्यंत अल्ट्राव्हायोलेटपासून दूरच्या इन्फ्रारेड बँडपर्यंत तयार केले गेले आहे.लेसर, लेसरच्या विकासाला मोठ्या प्रमाणात प्रोत्साहन दिले,ऑप्टिकलमाहिती प्रक्रिया, उच्च-रिझोल्यूशन मायक्रोस्कोपिक इमेजिंग आणि इतर फील्ड. नॉनलाइनरनुसारऑप्टिक्सआणि ध्रुवीकरण सिद्धांत, सम-क्रम नॉनलाइनर ऑप्टिकल प्रभाव क्रिस्टल सममितीशी जवळून संबंधित आहे आणि नॉनलाइनर गुणांक केवळ नॉन-सेंट्रल इन्व्हर्जन सिमेट्रिक मीडियामध्ये शून्य नाही. सर्वात मूलभूत द्वितीय-क्रम नॉनलाइनर प्रभाव म्हणून, द्वितीय हार्मोनिक्स त्यांच्या निर्मितीमध्ये मोठ्या प्रमाणात अडथळा आणतात आणि क्वार्ट्ज फायबरच्या प्रभावी वापरात अडथळा आणतात कारण आकारहीन स्वरूप आणि केंद्र उलथापालथाची सममिती. सध्या, ध्रुवीकरण पद्धती (ऑप्टिकल ध्रुवीकरण, थर्मल ध्रुवीकरण, इलेक्ट्रिक फील्ड ध्रुवीकरण) ऑप्टिकल फायबरच्या मटेरियल सेंटर इन्व्हर्शनची सममिती कृत्रिमरित्या नष्ट करू शकतात आणि ऑप्टिकल फायबरची द्वितीय श्रेणीतील नॉनलाइनरिटी प्रभावीपणे सुधारू शकतात. तथापि, या पद्धतीसाठी जटिल आणि मागणी असलेले तयारी तंत्रज्ञान आवश्यक आहे आणि ते केवळ वेगळ्या तरंगलांबींवर अर्ध-फेज जुळणारी परिस्थिती पूर्ण करू शकते. इको वॉल मोडवर आधारित ऑप्टिकल फायबर रेझोनंट रिंग द्वितीय हार्मोनिक्सच्या विस्तृत स्पेक्ट्रम उत्तेजनास मर्यादित करते. फायबरच्या पृष्ठभागाच्या संरचनेची सममिती खंडित करून, विशेष संरचना फायबरमधील पृष्ठभाग द्वितीय हार्मोनिक्स एका विशिष्ट मर्यादेपर्यंत वाढविले जातात, परंतु तरीही ते खूप उच्च शिखर शक्ती असलेल्या फेमटोसेकंड पंप पल्सवर अवलंबून असतात. त्यामुळे, ऑल-फायबर स्ट्रक्चर्समध्ये सेकंड-ऑर्डर नॉनलाइनर ऑप्टिकल इफेक्ट्सची निर्मिती आणि रूपांतरण कार्यक्षमतेत सुधारणा, विशेषत: कमी-शक्ती, सतत ऑप्टिकल पंपिंगमध्ये वाइड-स्पेक्ट्रम सेकंड हार्मोनिक्सची निर्मिती, या मूलभूत समस्या आहेत ज्यांचे निराकरण करणे आवश्यक आहे. नॉनलाइनर फायबर ऑप्टिक्स आणि उपकरणांच्या क्षेत्रात, आणि महत्त्वपूर्ण वैज्ञानिक महत्त्व आणि विस्तृत अनुप्रयोग मूल्य आहे.

चीनमधील एका संशोधन पथकाने मायक्रो-नॅनो फायबरसह स्तरित गॅलियम सेलेनाइड क्रिस्टल फेज एकीकरण योजना प्रस्तावित केली आहे. गॅलियम सेलेनाइड क्रिस्टल्सच्या उच्च द्वितीय-ऑर्डर नॉनलाइनरिटी आणि लांब-श्रेणी क्रमाचा फायदा घेऊन, एक विस्तृत-स्पेक्ट्रम द्वितीय-हार्मोनिक उत्तेजना आणि बहु-वारंवारता रूपांतरण प्रक्रिया साकारली जाते, ज्यामुळे बहु-पॅरामेट्रिक प्रक्रियेच्या वाढीसाठी एक नवीन उपाय उपलब्ध होतो. फायबर आणि ब्रॉडबँड सेकंड-हार्मोनिकची तयारीप्रकाश स्रोत. स्कीममधील दुसऱ्या हार्मोनिक आणि बेरीज फ्रिक्वेंसी इफेक्टची कार्यक्षम उत्तेजना मुख्यत्वे खालील तीन मुख्य परिस्थितींवर अवलंबून असते: गॅलियम सेलेनाइड आणि मधील लांब प्रकाश-पदार्थ परस्परसंवाद अंतरमायक्रो-नॅनो फायबर, स्तरित गॅलियम सेलेनाइड क्रिस्टलचा उच्च द्वितीय-क्रम नॉनलाइनरिटी आणि दीर्घ-श्रेणी क्रम आणि मूलभूत वारंवारता आणि वारंवारता दुप्पट मोडच्या टप्प्याशी जुळणारी परिस्थिती समाधानी आहे.

प्रयोगात, फ्लेम स्कॅनिंग टेपरिंग सिस्टीमद्वारे तयार केलेल्या मायक्रो-नॅनो फायबरमध्ये मिलिमीटरच्या क्रमाने एकसमान शंकूचा प्रदेश आहे, जो पंप लाइट आणि दुसऱ्या हार्मोनिक वेव्हसाठी एक लांब नॉनलाइनर ॲक्शन लांबी प्रदान करतो. एकात्मिक गॅलियम सेलेनाइड क्रिस्टलची द्वितीय-क्रमाची नॉनलाइनर ध्रुवीकरणक्षमता 170 pm/V पेक्षा जास्त आहे, जी ऑप्टिकल फायबरच्या आंतरिक नॉनलाइनर ध्रुवीकरणक्षमतेपेक्षा खूप जास्त आहे. शिवाय, गॅलियम सेलेनाइड क्रिस्टलची दीर्घ-श्रेणी क्रमबद्ध रचना, मायक्रो-नॅनो फायबरमधील मोठ्या नॉनलाइनर ॲक्शन लांबीच्या फायद्यासाठी पूर्ण प्ले देऊन, दुसऱ्या हार्मोनिक्सच्या सतत टप्प्यात हस्तक्षेप सुनिश्चित करते. अधिक महत्त्वाचे म्हणजे, पंपिंग ऑप्टिकल बेस मोड (HE11) आणि दुसरा हार्मोनिक हाय ऑर्डर मोड (EH11, HE31) मधील फेज जुळणी शंकूचा व्यास नियंत्रित करून आणि नंतर मायक्रो-नॅनो फायबर तयार करताना वेव्हगाइड फैलाव नियंत्रित करून लक्षात येते.

वरील परिस्थिती मायक्रो-नॅनो फायबरमधील द्वितीय हार्मोनिक्सच्या कार्यक्षम आणि विस्तृत-बँड उत्तेजनासाठी पाया घालतात. प्रयोगातून असे दिसून आले आहे की नॅनोवॅट स्तरावर द्वितीय हार्मोनिक्सचे उत्पादन 1550 एनएम पिकोसेकंद पल्स लेसर पंप अंतर्गत प्राप्त केले जाऊ शकते आणि त्याच तरंगलांबीच्या सतत लेसर पंप अंतर्गत दुसरे हार्मोनिक्स देखील कार्यक्षमतेने उत्तेजित केले जाऊ शकते आणि थ्रेशोल्ड पॉवर एवढी आहे. कमी शंभर मायक्रोवॅट्स (आकृती 1). पुढे, जेव्हा पंपचा प्रकाश सतत लेसरच्या तीन वेगवेगळ्या तरंगलांबी (1270/1550/1590 एनएम), तीन सेकंद हार्मोनिक्स (2w1, 2w2, 2w3) आणि तीन बेरीज वारंवारता सिग्नल (w1+w2, w1+w3, w2+) पर्यंत वाढवला जातो. w3) प्रत्येक सहा फ्रिक्वेन्सी रूपांतरण तरंगलांबींवर निरीक्षण केले जाते. 79.3 nm बँडविड्थ असलेल्या अल्ट्रा-रेडियंट लाइट-एमिटिंग डायोड (SLED) प्रकाश स्रोताने पंप लाइट बदलून, 28.3 nm बँडविड्थसह एक वाइड-स्पेक्ट्रम सेकंड हार्मोनिक तयार होतो (आकृती 2). याशिवाय, या अभ्यासात कोरड्या हस्तांतरण तंत्रज्ञानाच्या जागी रासायनिक बाष्प जमा करण्याचे तंत्रज्ञान वापरले जाऊ शकते आणि गॅलियम सेलेनाइड क्रिस्टल्सचे कमी थर सूक्ष्म-नॅनो फायबरच्या पृष्ठभागावर लांब अंतरावर वाढवले ​​जाऊ शकतात, तर दुसरी हार्मोनिक रूपांतरण कार्यक्षमता अपेक्षित आहे. आणखी सुधारण्यासाठी.

अंजीर. 1 दुसरी हार्मोनिक जनरेशन सिस्टम आणि परिणाम सर्व-फायबर संरचना

आकृती 2 सतत ऑप्टिकल पंपिंग अंतर्गत मल्टी-वेव्हलेंथ मिक्सिंग आणि वाइड-स्पेक्ट्रम सेकंड हार्मोनिक्स