Örvun annarrar yfirtóna í breiðu litrófi

Örvun annarrar yfirtóna í breiðu litrófi

Frá því að annars stigs ólínuleg ljósfræðileg áhrif voru uppgötvuð á sjöunda áratugnum hefur þetta vakið mikinn áhuga vísindamanna, sem hingað til hafa byggt á annars harmonískum áhrifum og tíðni, allt frá öfgafullu útfjólubláu til fjarinnrauða geislunarsviðsins.leysir, ýtti mjög undir þróun leysigeisla,sjónræntupplýsingavinnsla, smásjármyndgreining með mikilli upplausn og önnur svið. Samkvæmt ólínulegriljósfræðiog skautunarkenningunni, þá er jafnröð ólínuleg sjónræn áhrif nátengd kristalsamhverfu og ólínulegi stuðullinn er ekki aðeins núll í miðlum þar sem miðlæg umsnúningur er ekki til staðar. Sem grundvallaratriði í annars stigs ólínulegri áhrifum hindra annars stigs samhljómur mjög myndun þeirra og virka notkun í kvarsþráðum vegna ókristallaðs forms og samhverfu miðjuumsnúningsins. Eins og er geta skautunaraðferðir (ljósskautun, varmaskautun, rafsviðsskautun) gervilega eyðilagt samhverfu efnismiðjuumsnúningar ljósleiðara og bætt á áhrifaríkan hátt annars stigs ólínuleika ljósleiðarans. Hins vegar krefst þessi aðferð flókinnar og krefjandi undirbúningstækni og getur aðeins uppfyllt kvasi-fasa samsvörunarskilyrði við stakar bylgjulengdir. Ómunshringur ljósleiðarans, sem byggir á bergmálsveggsstillingu, takmarkar breitt svið örvun annars stigs samhljóma. Með því að brjóta samhverfu yfirborðsbyggingar ljósleiðarans eru yfirborðs annars stigs samhljómar í sérstakri uppbyggingu ljósleiðarans auknir að vissu marki, en eru samt háðir femtósekúndu dælupúlsi með mjög hámarksafli. Þess vegna eru myndun annars stigs ólínulegra ljósleiðaraáhrifa í öllum trefjauppbyggingum og bætt umbreytingarhagkvæmni, sérstaklega myndun breiðs sekúndna harmonía í lágorku, samfelldri ljósdælingu, grundvallarvandamál sem þarf að leysa á sviði ólínulegra ljósleiðara og tækja og hafa mikilvæga vísindalega þýðingu og víðtækt notkunargildi.

Rannsóknarteymi í Kína hefur lagt til lagskipt gallíumseleníðkristallafasa-samþættingarkerfi með ör-nanótrefjum. Með því að nýta sér mikla annars stigs ólínuleika og langdræga röðun gallíumseleníðkristalla er hægt að framkvæma breiðvirka annars-harmoníska örvun og fjöltíðni umbreytingarferli, sem veitir nýja lausn til að bæta fjölbreytna ferla í trefjum og undirbúa breiðband annars-harmoníska.ljósgjafarSkilvirk örvun á áhrifum annars harmonískrar sveiflu og summutíðni í kerfinu er aðallega háð eftirfarandi þremur lykilskilyrðum: langri fjarlægð ljóss og efnis milli gallíumseleníðs ogör-nanó trefjar, há annars stigs ólínuleiki og langdræg röð lagskiptra gallíumseleníðkristalla, og fasajöfnunarskilyrði grunntíðninnar og tíðnitvöföldunarhamsins eru uppfyllt.

Í tilrauninni hefur ör-nanóþráðurinn, sem búinn var til með logaskönnunarkerfi, einsleitt keilusvæði í stærðargráðu millimetra, sem veitir langa ólínulega virkjunarlengd fyrir dæluljósið og aðra harmoníska bylgjuna. Ólínuleg skautun af annarri röð samþætta gallíumseleníðkristallsins fer yfir 170 pm/V, sem er mun hærri en innri ólínuleg skautun ljósleiðarans. Ennfremur tryggir langdræg skipulögð uppbygging gallíumseleníðkristallsins samfellda fasatruflun annarrar harmonískrar bylgju, sem gefur fullum nýtingu á stórri ólínulegri virkjunarlengd í ör-nanóþráðnum. Mikilvægara er að fasajöfnunin milli dæluljósgrunnshamsins (HE11) og annarrar harmonískrar háþróaðrar hams (EH11, HE31) er náð með því að stjórna þvermál keilunnar og síðan stjórna dreifingu bylgjuleiðarans við undirbúning ör-nanóþráðarins.

Ofangreindar aðstæður leggja grunninn að skilvirkri og breiðbandsörvun annarrar yfirtóna í ör-nanótrefjum. Tilraunin sýnir að hægt er að ná fram afköstum annarrar yfirtóna á nanóvattastigi með 1550 nm píkósekúndupúls leysigeisladælu, og að einnig er hægt að örva aðra yfirtóna á skilvirkan hátt með samfelldri leysigeisladælu á sömu bylgjulengd, og þröskuldsorkan er allt niður í nokkur hundruð míkróvött (Mynd 1). Ennfremur, þegar dæluljósið er útvíkkað í þrjár mismunandi bylgjulengdir samfellds leysis (1270/1550/1590 nm), sjást þrjár aðrar yfirtónar (2w1, 2w2, 2w3) og þrjú summutíðnimerki (w1+w2, w1+w3, w2+w3) við hverja af sex tíðnibreytingarbylgjulengdunum. Með því að skipta út dæluljósinu fyrir ljósgjafa með ultra-geislandi ljósdíóðu (SLED) með bandbreidd upp á 79,3 nm, myndast breiðbands önnur yfirtóna með bandbreidd upp á 28,3 nm (Mynd 2). Að auki, ef hægt er að nota efnafræðilega gufuútfellingartækni til að koma í stað þurrflutningstækninnar í þessari rannsókn, og færri lög af gallíumseleníðkristöllum geta ræktað á yfirborði ör-nanótrefja yfir langar vegalengdir, er búist við að skilvirkni annarrar harmonísku umbreytingar batni enn frekar.

MYND 1. Kerfi fyrir myndun annarrar harmoníu og niðurstöður í uppbyggingu allra trefja

Mynd 2 Fjölbylgjulengdarblöndun og breiðvirkar annarar yfirtónar við samfellda ljósdælingu