Excitación de la segunda armónica en un amplio espectro
Desde el descubrimiento de efectos ópticos no lineales de segundo orden en la década de 1960, ha despertado un amplio interés de los investigadores, hasta ahora, basado en el segundo armónico, y los efectos de frecuencia, ha producido desde el ultravioleta extremo hasta la banda infrarroja de la banda infrarroja deláser, promovió enormemente el desarrollo del láser,ópticoProcesamiento de información, imágenes microscópicas de alta resolución y otros campos. Según no linealópticay la teoría de la polarización, el efecto óptico no lineal de orden par está estrechamente relacionado con la simetría cristalina, y el coeficiente no lineal no es cero solo en medios simétricos de inversión no centrales. Como el efecto no lineal de segundo orden más básico, las segundas armónicas obstaculizan en gran medida su generación y su uso efectivo en la fibra de cuarzo debido a la forma amorfa y la simetría de la inversión central. En la actualidad, los métodos de polarización (polarización óptica, polarización térmica, polarización del campo eléctrico) pueden destruir artificialmente la simetría de la inversión del centro de material de la fibra óptica y mejorar efectivamente la no linealidad de fibra óptica de segundo orden. Sin embargo, este método requiere una tecnología de preparación compleja y exigente, y solo puede cumplir con las condiciones de correspondencia de la cuasi fase en longitudes de onda discretas. El anillo resonante de fibra óptica basado en el modo de pared de eco limita la amplia excitación del espectro de la segunda armónica. Al romper la simetría de la estructura de la superficie de la fibra, las segundas armónicas de la superficie en la fibra de estructura especial se mejoran en cierta medida, pero aún dependen del pulso de la bomba de femtosegundos con una potencia máxima muy alta. Por lo tanto, la generación de efectos ópticos no lineales de segundo orden en las estructuras de fibra todas y la mejora de la eficiencia de conversión, especialmente la generación de los segundos armónicos de amplio espectro en la baja potencia y el bombeo óptico continuo, son los problemas básicos que deben resolverse en el campo de las ópticas y los dispositivos de fibra no lineal, y tienen importancia científica importante y un valor de aplicación amplio y amplio.
Un equipo de investigación en China ha propuesto un esquema de integración de fase de cristal de selenuro de galio en capas con fibra de micro-nano. Al aprovechar la alta no linealidad de segundo orden y el orden de largo alcance de los cristales de selenuro de galio, se realizan una excitación de segundo armónico de amplio espectro y un proceso de conversión multifrecurefuentes de luz. La excitación eficiente del segundo efecto armónico y de frecuencia de suma en el esquema depende principalmente de las siguientes tres condiciones clave: la larga distancia de interacción de la lámpara entre el selenuro de galio yfibra de micro-nano, el alto orden de linealidad de segundo orden y el orden de largo alcance del cristal de selenuro de galio en capas, y las condiciones de coincidencia de fase del modo fundamental de duplicación de frecuencia y frecuencia.
En el experimento, la fibra micro-nano preparada por el sistema de reducción de escaneo de llamas tiene una región de cono uniforme en el orden del milímetro, que proporciona una larga longitud de acción no lineal para la luz de la bomba y la segunda onda armónica. La polarización no lineal de segundo orden del cristal de selenuro de galio integrado excede los 170 pm/v, que es mucho mayor que la polarización no lineal intrínseca de la fibra óptica. Además, la estructura ordenada de largo alcance del cristal de selenuro de galio asegura la interferencia de fase continua de los segundos armónicos, dando el juego completo a la ventaja de la gran longitud de acción no lineal en la fibra micro-nano. Más importante aún, la coincidencia de fase entre el modo base óptica de bombeo (HE11) y el segundo modo de orden de alto nivel armónico (EH11, HE31) se realiza controlando el diámetro del cono y luego regulando la dispersión de la guía de onda durante la preparación de fibra micro-nano.
Las condiciones anteriores sientan las bases para la excitación eficiente y de banda ancha de la segunda armónica en la fibra de micro-nano. El experimento muestra que la salida de la segunda armónica a nivel de nanowatt se puede lograr bajo la bomba láser de pulso de picosegundos de 1550 nm, y el segundo armónico también se puede excitar eficientemente bajo la bomba láser continua de la misma longitud de onda, y la potencia del umbral es tan baja como varios cientos de microondas (Figura 1). Además, cuando la luz de la bomba se extiende a tres longitudes de onda diferentes de láser continuo (1270/1550/1590 nm), se observan tres armónicos de tres segundos (2W1, 2W2, 2W3) y tres señales de frecuencia de suma (W1+W2, W1+W3, W2+W3) en cada una de las seis longitudes de conversión Wavel de conversación de la frecuencia. Al reemplazar la luz de la bomba con una fuente de luz ultra radiante de diodo emisor de luz (trineo) con un ancho de banda de 79.3 nm, se genera un segundo armónico de amplio espectro con un ancho de banda de 28.3 nm (Figura 2). Además, si se puede utilizar la tecnología de deposición de vapor químico para reemplazar la tecnología de transferencia en seco en este estudio, y se pueden cultivar menos capas de cristales de selenuro de galio en la superficie de la fibra de micro-nano en largas distancias, se espera que la segunda eficiencia de conversión armónica mejore más.
HIGO. 1 segundo sistema de generación armónica y da como resultado una estructura de fibra
Figura 2 Mezcla de longitud de onda múltiple y segunda armónica de amplio espectro bajo bombeo óptico continuo
Tiempo de publicación: mayo-20-2024