Киң спектрдагы икенче гармоникаларны кузгату
1960 елларда икенче дәрәҗәдәге сызыклы булмаган оптик эффектлар ачылганнан бирле, бу тикшеренүчеләрдә зур кызыксыну уятты, әлегә кадәр, икенче гармоникага нигезләнеп, һәм ешлык эффектлары экстремаль ультрафиолеттан ерак инфракызыл диапазонга кадәр барлыкка килде.лазерлар, лазер үсешен зур этәргеч бирде,оптикмәгълүмат эшкәртү, югары сыйфатлы микроскопик сурәтләү һәм башка өлкәләр. Сызыклы булмаганоптикаһәм поляризация теориясендә, тигез тәртипле сызыклы булмаган оптик эффект кристалл симметриясе белән тыгыз бәйләнгән, һәм сызыклы булмаган коэффициент үзәк булмаган инверсия симметрик мохиттә генә нульгә тигез түгел. Икенче тәртипле сызыклы булмаган иң төп эффект буларак, икенче гармоникалар аморф форма һәм үзәк инверсия симметриясе аркасында аларның барлыкка килүен һәм кварц җепселләрендә нәтиҗәле кулланылышын зур тоткарлый. Хәзерге вакытта поляризация ысуллары (оптик поляризация, җылылык поляризациясе, электр кыры поляризациясе) оптик җепселнең материал үзәге инверсиясе симметриясен ясалма рәвештә җимерә һәм оптик җепселнең икенче тәртипле сызыклы булмаганлыгын нәтиҗәле рәвештә яхшырта ала. Ләкин бу ысул катлаулы һәм таләпчән әзерләү технологиясен таләп итә һәм дискрет дулкын озынлыкларында квазифаза туры килү шартларына гына туры килә ала. Эхо стена режимына нигезләнгән оптик җепсел резонанс боҗрасы икенче гармоникаларның киң спектрлы кузгалышын чикли. Җепселнең өслек структурасының симметриясен бозу аркасында, махсус структуралы җепселдәге өслек икенче гармоникалары билгеле бер дәрәҗәдә көчәйтелә, ләкин алар барыбер бик югары пик көче белән фемтосекунд насос импульсына бәйле. Шуңа күрә, барлык җепселле структураларда икенче дәрәҗәдәге сызыклы булмаган оптик эффектлар булдыру һәм конверсия нәтиҗәлелеген арттыру, бигрәк тә түбән куәтле, өзлексез оптик насослауда киң спектрлы икенче гармоникалар булдыру - сызыклы булмаган җепселле оптика һәм җайланмалар өлкәсендә хәл ителергә тиешле төп проблемалар, һәм алар мөһим фәнни әһәмияткә һәм киң куллану кыйммәтенә ия.
Кытайдагы тикшеренү төркеме микро-нано җепсел белән катламлы галлий селенид кристалл фазасын интеграцияләү схемасын тәкъдим итте. Галлий селенид кристалларының югары икенче тәртипле булмаганлыгын һәм озын диапазонлы тәртибен кулланып, киң спектрлы икенче гармоник кузгату һәм күп ешлыклы үзгәртү процессы гамәлгә ашырыла, бу җепселдә күп параметрлы процессларны яхшырту һәм киң полосалы икенче гармоник әзерләү өчен яңа чишелеш тәкъдим итә.яктылык чыганакларыСхемадагы икенче гармоник һәм сумма ешлыгы эффектының нәтиҗәле кузгатуы, нигездә, түбәндәге өч төп шартка бәйле: галлий селениды һәм яктылык-матдә үзара бәйләнешенең озын арасымикро-нано җепсел, катламлы галлий селенид кристалының югары икенче дәрәҗәдәге сызыксызлыгы һәм озын диапазон тәртибе, һәм төп ешлык һәм ешлык икеләтү режимының фаза туры килү шартлары канәгатьләндерелә.
Экспериментта ялкын сканерлау конусы системасы белән әзерләнгән микро-нано җепсел миллиметр тәртибендәге бердәм конус өлкәсенә ия, бу насос яктылыгы һәм икенче гармоник дулкын өчен озын сызыклы булмаган эш озынлыгын тәэмин итә. Интегральләштерелгән галлий селенид кристалының икенче тәртип сызыклы булмаган поляризацияләнүчәнлеге 170 пм/В тан артып китә, бу оптик җепселнең эчке сызыклы булмаган поляризацияләнүчәнлегеннән күпкә югарырак. Моннан тыш, галлий селенид кристалының озын диапазонлы тәртипләнгән структурасы икенче гармоникаларның өзлексез фаза интерференциясен тәэмин итә, микро-нано җепселдәге зур сызыклы булмаган эш озынлыгы өстенлеген тулысынча куллана. Иң мөһиме, насослау оптик нигез режимы (HE11) һәм икенче гармоник югары тәртип режимы (EH11, HE31) арасындагы фаза туры килүе конус диаметрын контрольдә тоту һәм аннары микро-нано җепсел әзерләү вакытында дулкын юнәлешенең дисперсиясен көйләү юлы белән тормышка ашырыла.
Югарыда күрсәтелгән шартлар микро-нано җепселләрдә икенче гармоникаларның нәтиҗәле һәм киң диапазонлы кузгатылуы өчен нигез сала. Тәҗрибә күрсәткәнчә, нановатт дәрәҗәсендәге икенче гармоникаларның чыгышына 1550 нм пикосекунд импульслы лазер насосы астында ирешергә мөмкин, һәм икенче гармоникаларны шул ук дулкын озынлыгындагы өзлексез лазер насосы астында да нәтиҗәле кузгатырга мөмкин, һәм бусага көче берничә йөз микроваттка кадәр түбән (1 нче рәсем). Моннан тыш, насос яктылыгы өзлексез лазерның өч төрле дулкын озынлыгына (1270/1550/1590 нм) сузылганда, алты ешлык конверсиясенең һәрбер дулкын озынлыгында өч секунд гармоника (2w1, 2w2, 2w3) һәм өч сумма ешлыгы сигналы (w1+w2, w1+w3, w2+w3) күзәтелә. Насос яктылыгын 79,3 нм полоса киңлеге булган ультра нурланышлы яктылык чыгаручы диод (SLED) яктылык чыганагы белән алыштыру нәтиҗәсендә, 28,3 нм полоса киңлеге булган киң спектрлы икенче гармоника барлыкка килә (2 нче рәсем). Моннан тыш, әгәр бу тикшеренүдә коры күчерү технологиясен алыштыру өчен химик пар урнаштыру технологиясе кулланылса һәм микро-нано җепселләре өслегендә ерак араларда галлий селенид кристалларының азрак катламнары үстерелсә, икенче гармоник конверсия нәтиҗәлелеге тагын да яхшырыр дип көтелә.
1 нче РӘСЕМ. Икенче гармоник генерация системасы һәм нәтиҗәдә тулысынча җепселле структура барлыкка килә
2 нче рәсем. Өзлексез оптик насослау астында күп дулкынлы кушу һәм киң спектрлы икенче гармоникалар.
Бастырылган вакыты: 2024 елның 20 мае