विस्तृत स्पेक्ट्रममध्ये दुसऱ्या हार्मोनिक्सची उत्तेजना
१९६० च्या दशकात दुसऱ्या क्रमांकाच्या नॉनलाइनर ऑप्टिकल इफेक्ट्सचा शोध लागल्यापासून, संशोधकांमध्ये व्यापक रस निर्माण झाला आहे, आतापर्यंत, दुसऱ्या हार्मोनिक आणि फ्रिक्वेन्सी इफेक्ट्सवर आधारित, अति अल्ट्राव्हायोलेटपासून दूरच्या इन्फ्रारेड बँडपर्यंतलेसर, लेसरच्या विकासाला मोठ्या प्रमाणात प्रोत्साहन दिले,ऑप्टिकलमाहिती प्रक्रिया, उच्च-रिझोल्यूशन सूक्ष्म इमेजिंग आणि इतर क्षेत्रे. नॉनलाइनरनुसारऑप्टिक्सआणि ध्रुवीकरण सिद्धांतानुसार, सम-क्रम नॉनलाइनर ऑप्टिकल इफेक्ट क्रिस्टल सममितीशी जवळून संबंधित आहे आणि नॉनलाइनर गुणांक केवळ नॉन-सेंट्रल इन्व्हर्जन सममितीय माध्यमांमध्ये शून्य नाही. सर्वात मूलभूत दुसऱ्या-क्रम नॉनलाइनर इफेक्ट म्हणून, दुसऱ्या हार्मोनिक्स त्यांच्या निर्मिती आणि क्वार्ट्ज फायबरमध्ये प्रभावी वापरात मोठ्या प्रमाणात अडथळा आणतात कारण अनाकार स्वरूप आणि केंद्र उलथापालथाची सममिती. सध्या, ध्रुवीकरण पद्धती (ऑप्टिकल ध्रुवीकरण, थर्मल ध्रुवीकरण, इलेक्ट्रिक फील्ड ध्रुवीकरण) ऑप्टिकल फायबरच्या मटेरियल सेंटर इन्व्हर्जनची सममिती कृत्रिमरित्या नष्ट करू शकतात आणि ऑप्टिकल फायबरची दुसऱ्या-क्रम नॉनलाइनरिटी प्रभावीपणे सुधारू शकतात. तथापि, या पद्धतीची जटिल आणि मागणी करणारी तयारी तंत्रज्ञान आवश्यक आहे आणि ती केवळ डिस्क्रिट तरंगलांबींवर अर्ध-फेज जुळणारी परिस्थिती पूर्ण करू शकते. इको वॉल मोडवर आधारित ऑप्टिकल फायबर रेझोनंट रिंग दुसऱ्या हार्मोनिक्सच्या विस्तृत स्पेक्ट्रम उत्तेजनाला मर्यादित करते. फायबरच्या पृष्ठभागाच्या संरचनेची सममिती तोडून, विशेष संरचना फायबरमधील पृष्ठभाग दुसऱ्या हार्मोनिक्स काही प्रमाणात वाढवले जातात, परंतु तरीही ते खूप उच्च शिखर शक्तीसह फेमटोसेकंद पंप पल्सवर अवलंबून असतात. म्हणूनच, ऑल-फायबर स्ट्रक्चर्समध्ये सेकंड-ऑर्डर नॉनलाइनर ऑप्टिकल इफेक्ट्सची निर्मिती आणि रूपांतरण कार्यक्षमतेत सुधारणा, विशेषतः कमी-पॉवर, सतत ऑप्टिकल पंपिंगमध्ये वाइड-स्पेक्ट्रम सेकंड हार्मोनिक्सची निर्मिती, या मूलभूत समस्या आहेत ज्या नॉनलाइनर फायबर ऑप्टिक्स आणि उपकरणांच्या क्षेत्रात सोडवल्या पाहिजेत आणि त्यांचे महत्त्वाचे वैज्ञानिक महत्त्व आणि विस्तृत अनुप्रयोग मूल्य आहे.
चीनमधील एका संशोधन पथकाने मायक्रो-नॅनो फायबरसह एक स्तरित गॅलियम सेलेनाइड क्रिस्टल फेज इंटिग्रेशन स्कीम प्रस्तावित केली आहे. गॅलियम सेलेनाइड क्रिस्टल्सच्या उच्च द्वितीय-क्रम नॉनलाइनरिटी आणि दीर्घ-श्रेणीच्या क्रमाचा फायदा घेऊन, एक विस्तृत-स्पेक्ट्रम द्वितीय-हार्मोनिक उत्तेजना आणि बहु-फ्रिक्वेन्सी रूपांतरण प्रक्रिया साकार केली जाते, ज्यामुळे फायबरमध्ये मल्टी-पॅरामेट्रिक प्रक्रिया वाढविण्यासाठी आणि ब्रॉडबँड सेकंड-हार्मोनिक तयार करण्यासाठी एक नवीन उपाय प्रदान केला जातो.प्रकाश स्रोत. योजनेतील दुसऱ्या हार्मोनिक आणि बेरीज फ्रिक्वेन्सी इफेक्टची कार्यक्षम उत्तेजना प्रामुख्याने खालील तीन प्रमुख परिस्थितींवर अवलंबून असते: गॅलियम सेलेनाइड आणिसूक्ष्म-नॅनो फायबर, स्तरित गॅलियम सेलेनाइड क्रिस्टलचा उच्च द्वितीय-क्रम नॉन-लाइनियरिटी आणि दीर्घ-श्रेणीचा क्रम आणि मूलभूत वारंवारता आणि वारंवारता दुप्पट मोडच्या फेज जुळण्याच्या अटी पूर्ण होतात.
प्रयोगात, फ्लेम स्कॅनिंग टेपरिंग सिस्टमद्वारे तयार केलेल्या मायक्रो-नॅनो फायबरमध्ये मिलिमीटरच्या क्रमाने एकसमान शंकू प्रदेश आहे, जो पंप लाईट आणि दुसऱ्या हार्मोनिक वेव्हसाठी एक लांब नॉनलाइनर अॅक्शन लांबी प्रदान करतो. एकात्मिक गॅलियम सेलेनाइड क्रिस्टलची दुसऱ्या क्रमांकाची नॉनलाइनर ध्रुवीकरणक्षमता 170 pm/V पेक्षा जास्त आहे, जी ऑप्टिकल फायबरच्या अंतर्गत नॉनलाइनर ध्रुवीकरणक्षमतेपेक्षा खूपच जास्त आहे. शिवाय, गॅलियम सेलेनाइड क्रिस्टलची लांब-श्रेणीची क्रमबद्ध रचना दुसऱ्या हार्मोनिक्सच्या सतत फेज हस्तक्षेपाची खात्री देते, ज्यामुळे मायक्रो-नॅनो फायबरमधील मोठ्या नॉनलाइनर अॅक्शन लांबीच्या फायद्याला पूर्ण खेळ मिळतो. अधिक महत्त्वाचे म्हणजे, पंपिंग ऑप्टिकल बेस मोड (HE11) आणि दुसऱ्या हार्मोनिक हाय ऑर्डर मोड (EH11, HE31) मधील फेज जुळणी शंकू व्यास नियंत्रित करून आणि नंतर मायक्रो-नॅनो फायबर तयार करताना वेव्हगाइड डिस्पर्शनचे नियमन करून साध्य केली जाते.
वरील परिस्थिती सूक्ष्म-नॅनो फायबरमध्ये दुसऱ्या हार्मोनिक्सच्या कार्यक्षम आणि विस्तृत-बँड उत्तेजनाचा पाया घालतात. प्रयोगातून असे दिसून आले आहे की नॅनोवॅट स्तरावर दुसऱ्या हार्मोनिक्सचे आउटपुट १५५० एनएम पिकोसेकंद पल्स लेसर पंप अंतर्गत साध्य केले जाऊ शकते आणि दुसऱ्या हार्मोनिक्सला त्याच तरंगलांबी असलेल्या सतत लेसर पंप अंतर्गत देखील कार्यक्षमतेने उत्तेजित केले जाऊ शकते आणि थ्रेशोल्ड पॉवर अनेक शंभर मायक्रोवॅट्स इतकी कमी असते (आकृती १). पुढे, जेव्हा पंप लाईट सतत लेसरच्या तीन वेगवेगळ्या तरंगलांबी (१२७०/१५५०/१५९० एनएम) पर्यंत वाढवला जातो, तेव्हा सहा फ्रिक्वेन्सी कन्व्हर्जन तरंगलांबींपैकी प्रत्येकी तीन सेकंद हार्मोनिक्स (२w१, २w२, २w३) आणि तीन सम फ्रिक्वेन्सी सिग्नल (w१+w२, w१+w३, w२+w३) पाहिले जातात. पंप लाईटला ७९.३ एनएम बँडविड्थ असलेल्या अल्ट्रा-रेडियंट लाइट-एमिटिंग डायोड (SLED) प्रकाश स्रोताने बदलून, २८.३ एनएम बँडविड्थसह एक वाइड-स्पेक्ट्रम सेकंड हार्मोनिक तयार होतो (आकृती २). याव्यतिरिक्त, जर या अभ्यासात ड्राय ट्रान्सफर तंत्रज्ञानाची जागा घेण्यासाठी रासायनिक वाष्प निक्षेपण तंत्रज्ञानाचा वापर केला जाऊ शकतो आणि गॅलियम सेलेनाइड क्रिस्टल्सचे कमी थर मायक्रो-नॅनो फायबरच्या पृष्ठभागावर लांब अंतरावर वाढवता येतात, तर दुसऱ्या हार्मोनिक रूपांतरण कार्यक्षमता आणखी सुधारण्याची अपेक्षा आहे.
आकृती १ दुसरी हार्मोनिक जनरेशन सिस्टम आणि परिणामी ऑल-फायबर स्ट्रक्चर
आकृती २ सतत ऑप्टिकल पंपिंग अंतर्गत बहु-तरंगलांबी मिश्रण आणि विस्तृत-स्पेक्ट्रम सेकंद हार्मोनिक्स
पोस्ट वेळ: मे-२०-२०२४