Excitació de segons harmònics en un ampli espectre

Excitació de segons harmònics en un ampli espectre

Des del descobriment d’efectes òptics no lineals de segon ordre a la dècada de 1960, ha despertat un ampli interès dels investigadors, fins ara, basat en els efectes harmònics i de freqüència, ha produït des de la ultraviolada extrema fins a la banda d’infrarojos llunyanslàsers, va promoure molt el desenvolupament de làser,òpticProcessament d'informació, imatge microscòpica d'alta resolució i altres camps. Segons no linealsòpticaI la teoria de la polarització, l'efecte òptic no lineal d'ordre uniforme està estretament relacionat amb la simetria de cristalls i el coeficient no lineal no és zero només en medis simètrics d'inversió no centrals. Com a efecte no lineal de segon ordre més bàsic, els segons harmònics dificulten molt la seva generació i l’ús eficaç en la fibra de quars a causa de la forma amorfa i la simetria de la inversió del centre. Actualment, els mètodes de polarització (polarització òptica, polarització tèrmica, polarització del camp elèctric) poden destruir artificialment la simetria de la inversió central del material de la fibra òptica i millorar eficaçment la no-linealitat de la fibra òptica de segon ordre. Tot i això, aquest mètode requereix una tecnologia de preparació complexa i exigent i només pot complir les condicions de concordança de fase quasi a les longituds d’ona discretes. L’anell de ressonància òptica de fibra basat en el mode de paret d’eco limita l’excitació de l’espectre ampli de segons harmònics. En trencar la simetria de l'estructura superficial de la fibra, els harmònics de la segona superfície de la fibra d'estructura especial es milloren fins a un cert punt, però encara depenen del pols de la bomba femtosegona amb una potència màxima molt alta. Per tant, la generació d’efectes òptics no lineals de segon ordre en les estructures de fibra i la millora de l’eficiència de la conversió, especialment la generació de l’ampli harmònic d’ampli espectre en un bombeig òptic continu de poca potència, són els problemes bàsics que s’han de resoldre en el camp de la fibra òptica i dispositius no lineals, i tenen una importància científica important i un ampli valor d’aplicació.

Un equip d’investigació a la Xina ha proposat un esquema d’integració de fase de cristall de selenur de gali en capes amb micro-nano fibra. Aprofitant l’ordenació de la no linealitat de segon ordre i de llarg abast de cristalls de selenides de gali, es realitzen un procés de conversió de segon-paramètric en fibra i la preparació de la banda ampla de la banda ampla, proporcionant una nova solució per a la millora de processos multifuncionals en fibra i la preparació de la segona banda de banda ampla.Fonts de llum. L’excitació eficient del segon efecte harmònic i de freqüència de suma en l’esquema depèn principalment de les tres condicions clau: la distància d’interacció de la llum llarga entre el selenur de gali iFibra micro-nano, L’ordre d’alta linealitat de segon ordre i de llarg abast del cristall de selenur de gali en capes, i es compleixen les condicions de concordança de fase de la freqüència fonamental i el mode de doblatge de freqüència.

A l'experiment, la fibra micro-nano preparada pel sistema de connexió d'escaneig de flames té una regió uniforme de con en l'ordre del mil·límetre, que proporciona una llarga durada d'acció no lineal per a la llum de la bomba i la segona ona harmònica. La polarització no lineal de segon ordre del cristall de selenur de gali integrat supera els 170 pm/v, molt superior a la polarització intrínseca no lineal de la fibra òptica. D'altra banda, l'estructura ordenada de llarg abast del cristall de selenur de Gallium garanteix la interferència de fase contínua dels segons harmònics, donant un joc complet a l'avantatge de la gran longitud d'acció no lineal de la fibra micro-nano. Més important encara, la concordança de fase entre el mode de base òptica de bombament (HE11) i el segon mode d’ordre harmònic d’alt ordre (EH11, HE31) es realitza controlant el diàmetre del con i després regulant la dispersió de la guia d’ona durant la preparació de la fibra micro-nano.

Les condicions anteriors constitueixen el fonament de l'excitació eficient i de banda ampla de segon harmònic en la fibra micro-nano. L’experiment mostra que la sortida de segons harmònics a nivell de Nanowatt es pot aconseguir sota la bomba làser de pols Picosegond de 1550 nm, i els segons harmònics també es poden emocionar de manera eficient sota la bomba làser contínua de la mateixa longitud d’ona, i la potència del llindar és tan baixa com diversos centenars de microwatts (figura 1). A més, quan la llum de la bomba s’estén a tres longituds d’ona diferents del làser continu (1270/1550/1590 nm), s’observen tres segons harmònics (2W1, 2W2, 2W3) i tres senyals de freqüència de suma (W1+W2, W1+W3, W2+W3) a cadascuna de les sis longituds d’ona de freqüència. En substituir la llum de la bomba per una font de llum de díode (SLED) que emeti de llum ultra radiant amb una amplada de banda de 79,3 nm, es genera un segon espectre harmònic amb una amplada de banda de 28,3 nm (figura 2). A més, si es pot utilitzar la tecnologia de deposició de vapor químic per substituir la tecnologia de transferència en sec en aquest estudi, i es poden cultivar menys capes de cristalls de selenur de gali a la superfície de la fibra micro-nano a llargues distàncies, es preveu que la segona eficiència de conversió harmònica millori.

Fig. 1 sistema de generació harmònica i dóna lloc a l'estructura de tota fibra

Figura 2 Barreja de longituds de diverses ones i harmònics de segon espectre en bombament òptic contínua