विस्तृत स्पेक्ट्रममध्ये द्वितीय हार्मोनिक्सचे उत्तेजन
१९६० च्या दशकात द्वितीय-श्रेणी अरेखीय प्रकाशीय प्रभावांच्या शोधानंतर, संशोधकांमध्ये व्यापक रुची निर्माण झाली आहे, आणि आतापर्यंत, द्वितीय हार्मोनिक आणि वारंवारता प्रभावांवर आधारित, अतिनील ते दूर अवरक्त पट्ट्यापर्यंतची प्रकाशीय उपकरणे तयार केली गेली आहेत.लेझरलेझरच्या विकासाला मोठ्या प्रमाणात चालना दिली,ऑप्टिकलमाहिती प्रक्रिया, उच्च-रिझोल्यूशन सूक्ष्मदर्शकीय प्रतिमांकन आणि इतर क्षेत्रे. अरेखीयनुसारप्रकाशशास्त्रध्रुवीकरण सिद्धांतानुसार, सम-क्रमांकाचा नॉनलाइनर ऑप्टिकल प्रभाव क्रिस्टल सममितीशी जवळून संबंधित आहे, आणि नॉनलाइनर गुणांक केवळ नॉन-सेंट्रल इन्व्हर्जन सममित माध्यमांमध्येच शून्य नसतो. सर्वात मूलभूत द्वितीय-क्रमांकाचा नॉनलाइनर प्रभाव म्हणून, क्वार्ट्झ फायबरमध्ये त्याच्या अस्फटिक स्वरूपामुळे आणि सेंटर इन्व्हर्जनच्या सममितीमुळे सेकंड हार्मोनिक्सच्या निर्मितीस आणि प्रभावी वापरास मोठ्या प्रमाणात अडथळा येतो. सध्या, ध्रुवीकरण पद्धती (ऑप्टिकल ध्रुवीकरण, थर्मल ध्रुवीकरण, इलेक्ट्रिक फील्ड ध्रुवीकरण) ऑप्टिकल फायबरच्या मटेरियल सेंटर इन्व्हर्जनची सममिती कृत्रिमरित्या नष्ट करू शकतात आणि ऑप्टिकल फायबरची सेकंड-ऑर्डर नॉनलाइनरिटी प्रभावीपणे सुधारू शकतात. तथापि, या पद्धतीसाठी जटिल आणि मागणीपूर्ण तयारी तंत्रज्ञानाची आवश्यकता असते आणि ती केवळ विशिष्ट तरंगलांबीवरच क्वॉसी-फेज मॅचिंगच्या अटी पूर्ण करू शकते. इको वॉल मोडवर आधारित ऑप्टिकल फायबर रेझोनंट रिंग सेकंड हार्मोनिक्सच्या विस्तृत स्पेक्ट्रम उत्तेजनास मर्यादित करते. फायबरच्या पृष्ठभागाच्या संरचनेची सममिती भंग करून, विशेष संरचनेच्या फायबरमधील पृष्ठभागीय सेकंड हार्मोनिक्स काही प्रमाणात वाढवले जातात, परंतु ते अजूनही खूप उच्च पीक पॉवर असलेल्या फेमटोसेकंद पंप पल्सवर अवलंबून असतात. त्यामुळे, ऑल-फायबर संरचनांमध्ये द्वितीय-श्रेणी नॉनलाइनर ऑप्टिकल प्रभावांची निर्मिती आणि रूपांतरण कार्यक्षमतेत सुधारणा, विशेषतः कमी-शक्तीच्या, सतत ऑप्टिकल पंपिंगमध्ये विस्तृत-स्पेक्ट्रम द्वितीय हार्मोनिक्सची निर्मिती, या नॉनलाइनर फायबर ऑप्टिक्स आणि उपकरणांच्या क्षेत्रातील सोडवण्याची गरज असलेल्या मूलभूत समस्या आहेत आणि त्यांना महत्त्वपूर्ण वैज्ञानिक महत्त्व आणि व्यापक उपयोजन मूल्य आहे.
चीनमधील एका संशोधन संघाने मायक्रो-नॅनो फायबरसोबत स्तरित गॅलियम सेलेनाइड क्रिस्टल फेज इंटिग्रेशन योजना प्रस्तावित केली आहे. गॅलियम सेलेनाइड क्रिस्टल्सच्या उच्च द्वितीय-श्रेणी नॉनलाइनरिटी आणि दीर्घ-श्रेणी ऑर्डरिंगचा फायदा घेऊन, एक विस्तृत-स्पेक्ट्रम सेकंड-हार्मोनिक उत्तेजन आणि बहु-फ्रिक्वेन्सी रूपांतरण प्रक्रिया साकारली जाते, ज्यामुळे फायबरमधील बहु-पॅरामीट्रिक प्रक्रियांच्या वृद्धीसाठी आणि ब्रॉडबँड सेकंड-हार्मोनिकच्या तयारीसाठी एक नवीन उपाय उपलब्ध होतो.प्रकाश स्रोतया योजनेतील दुसऱ्या हार्मोनिकचे कार्यक्षम उत्तेजन आणि सम फ्रिक्वेन्सी इफेक्ट मुख्यत्वे खालील तीन प्रमुख अटींवर अवलंबून असतात: गॅलियम सेलेनाइड आणिसूक्ष्म-नॅनो फायबरस्तरित गॅलियम सेलेनाइड क्रिस्टलची उच्च द्वितीय-श्रेणी नॉनलाइनरिटी आणि दीर्घ-श्रेणी ऑर्डर, आणि मूलभूत वारंवारता आणि वारंवारता दुप्पट होण्याच्या मोडच्या फेज मॅचिंग अटी पूर्ण केल्या जातात.
प्रयोगात, फ्लेम स्कॅनिंग टेपरिंग प्रणालीद्वारे तयार केलेल्या मायक्रो-नॅनो फायबरमध्ये मिलीमीटरच्या श्रेणीतील एकसमान शंकू क्षेत्र असते, जे पंप प्रकाश आणि द्वितीय हार्मोनिक लहरीसाठी एक लांब नॉनलाइनर क्रिया लांबी प्रदान करते. एकात्मिक गॅलियम सेलेनाइड क्रिस्टलची द्वितीय-श्रेणी नॉनलाइनर ध्रुवीकरणक्षमता १७० pm/V पेक्षा जास्त आहे, जी ऑप्टिकल फायबरच्या मूळ नॉनलाइनर ध्रुवीकरणक्षमतेपेक्षा खूप जास्त आहे. शिवाय, गॅलियम सेलेनाइड क्रिस्टलची दीर्घ-श्रेणी सुव्यवस्थित रचना द्वितीय हार्मोनिक्सच्या अखंड फेज हस्तक्षेपाची खात्री देते, ज्यामुळे मायक्रो-नॅनो फायबरमधील मोठ्या नॉनलाइनर क्रिया लांबीच्या फायद्याचा पुरेपूर उपयोग होतो. सर्वात महत्त्वाचे म्हणजे, मायक्रो-नॅनो फायबरच्या निर्मितीदरम्यान शंकूचा व्यास नियंत्रित करून आणि नंतर वेव्हगाइड डिस्पर्शनचे नियमन करून पंपिंग ऑप्टिकल बेस मोड (HE11) आणि द्वितीय हार्मोनिक उच्च-श्रेणी मोड (EH11, HE31) यांच्यातील फेज जुळवणी साधली जाते.
वरील अटी मायक्रो-नॅनो फायबरमध्ये सेकंड हार्मोनिक्सच्या कार्यक्षम आणि विस्तृत-बँड उत्तेजनासाठी पाया घालतात. प्रयोगातून असे दिसून येते की, १५५० एनएम पिकोसेकंद पल्स लेझर पंपच्या अंतर्गत नॅनोवॅट पातळीवर सेकंड हार्मोनिक्सचे आउटपुट मिळवता येते, आणि त्याच तरंगलांबीच्या सतत लेझर पंपच्या अंतर्गत देखील सेकंड हार्मोनिक्स कार्यक्षमतेने उत्तेजित केले जाऊ शकतात, आणि थ्रेशोल्ड पॉवर काहीशे मायक्रोवॅट्स इतकी कमी असते (आकृती १). पुढे, जेव्हा पंप प्रकाश सतत लेझरच्या तीन वेगवेगळ्या तरंगलांबींपर्यंत (१२७०/१५५०/१५९० एनएम) वाढवला जातो, तेव्हा सहा फ्रिक्वेन्सी रूपांतरण तरंगलांबींपैकी प्रत्येकावर तीन सेकंड हार्मोनिक्स (2w1, 2w2, 2w3) आणि तीन सम फ्रिक्वेन्सी सिग्नल्स (w1+w2, w1+w3, w2+w3) आढळतात. पंप लाईटच्या जागी ७९.३ एनएम बँडविड्थ असलेला अल्ट्रा-रेडियंट लाईट-एमिटिंग डायोड (SLED) प्रकाश स्रोत वापरल्याने, २८.३ एनएम बँडविड्थ असलेला एक विस्तृत-स्पेक्ट्रम सेकंड हार्मोनिक निर्माण होतो (आकृती २). याव्यतिरिक्त, जर या अभ्यासात ड्राय ट्रान्सफर तंत्रज्ञानाच्या जागी केमिकल व्हेपर डिपॉझिशन तंत्रज्ञान वापरता आले, आणि मायक्रो-नॅनो फायबरच्या पृष्ठभागावर लांब अंतरावर गॅलियम सेलेनाइड क्रिस्टल्सचे कमी थर वाढवता आले, तर सेकंड हार्मोनिक रूपांतरण कार्यक्षमतेत आणखी सुधारणा होण्याची अपेक्षा आहे.
आकृती १. द्वितीय हार्मोनिक निर्मिती प्रणाली आणि संपूर्ण-फायबर संरचनेतील परिणाम.
आकृती २ सतत ऑप्टिकल पंपिंग अंतर्गत बहु-तरंगलांबी मिश्रण आणि विस्तृत-स्पेक्ट्रम द्वितीय हार्मोनिक्स
पोस्ट करण्याची वेळ: २० मे २०२४