व्यापक स्पेक्ट्रम में दूसरे हार्मोनिक्स का उत्तेजना

व्यापक स्पेक्ट्रम में दूसरे हार्मोनिक्स का उत्तेजना

1960 के दशक में दूसरे क्रम के गैर-रेखीय ऑप्टिकल प्रभावों की खोज के बाद से, शोधकर्ताओं की व्यापक रुचि पैदा हुई है, अब तक, दूसरे हार्मोनिक और आवृत्ति प्रभावों के आधार पर, अत्यधिक पराबैंगनी से दूर अवरक्त बैंड तक का उत्पादन किया गया है।पराबैंगनीकिरण, लेजर के विकास को बहुत बढ़ावा दिया,ऑप्टिकलसूचना प्रसंस्करण, उच्च-रिज़ॉल्यूशन सूक्ष्म इमेजिंग और अन्य क्षेत्र। अरेखीय के अनुसारप्रकाशिकीऔर ध्रुवीकरण सिद्धांत, सम-क्रम गैर-रेखीय ऑप्टिकल प्रभाव क्रिस्टल समरूपता से निकटता से संबंधित है, और गैर-केंद्रीय व्युत्क्रम सममित मीडिया में गैर-रेखीय गुणांक शून्य नहीं है। सबसे बुनियादी दूसरे क्रम के गैर-रेखीय प्रभाव के रूप में, दूसरा हार्मोनिक्स अनाकार रूप और केंद्र व्युत्क्रम की समरूपता के कारण क्वार्ट्ज फाइबर में उनकी पीढ़ी और प्रभावी उपयोग में बहुत बाधा डालता है। वर्तमान में, ध्रुवीकरण विधियां (ऑप्टिकल ध्रुवीकरण, थर्मल ध्रुवीकरण, विद्युत क्षेत्र ध्रुवीकरण) ऑप्टिकल फाइबर के सामग्री केंद्र व्युत्क्रम की समरूपता को कृत्रिम रूप से नष्ट कर सकती हैं, और ऑप्टिकल फाइबर के दूसरे क्रम की गैर-रैखिकता को प्रभावी ढंग से सुधार सकती हैं। हालाँकि, इस विधि के लिए जटिल और मांग वाली तैयारी तकनीक की आवश्यकता होती है, और यह केवल अलग-अलग तरंग दैर्ध्य पर अर्ध-चरण मिलान स्थितियों को पूरा कर सकती है। इको वॉल मोड पर आधारित ऑप्टिकल फाइबर रेज़ोनेंट रिंग दूसरे हार्मोनिक्स के व्यापक स्पेक्ट्रम उत्तेजना को सीमित करती है। फाइबर की सतह संरचना की समरूपता को तोड़कर, विशेष संरचना फाइबर में सतह के दूसरे हार्मोनिक्स को एक निश्चित सीमा तक बढ़ाया जाता है, लेकिन फिर भी यह बहुत उच्च शिखर शक्ति के साथ फेमटोसेकंड पंप पल्स पर निर्भर करता है। इसलिए, सभी-फाइबर संरचनाओं में दूसरे क्रम के नॉनलाइनियर ऑप्टिकल प्रभावों की पीढ़ी और रूपांतरण दक्षता में सुधार, विशेष रूप से कम-शक्ति, निरंतर ऑप्टिकल पंपिंग में वाइड-स्पेक्ट्रम दूसरे हार्मोनिक्स की पीढ़ी, बुनियादी समस्याएं हैं जिन्हें हल करने की आवश्यकता है नॉनलाइनियर फाइबर ऑप्टिक्स और उपकरणों के क्षेत्र में, और महत्वपूर्ण वैज्ञानिक महत्व और व्यापक अनुप्रयोग मूल्य है।

चीन में एक शोध दल ने माइक्रो-नैनो फाइबर के साथ एक स्तरित गैलियम सेलेनाइड क्रिस्टल चरण एकीकरण योजना का प्रस्ताव दिया है। गैलियम सेलेनाइड क्रिस्टल की उच्च द्वितीय-क्रम गैर-रैखिकता और लंबी दूरी के क्रम का लाभ उठाकर, एक विस्तृत-स्पेक्ट्रम द्वितीय-हार्मोनिक उत्तेजना और बहु-आवृत्ति रूपांतरण प्रक्रिया का एहसास होता है, जो बहु-पैरामीट्रिक प्रक्रियाओं को बढ़ाने के लिए एक नया समाधान प्रदान करता है। फाइबर और ब्रॉडबैंड सेकेंड-हार्मोनिक की तैयारीप्रकाश स्रोत. योजना में दूसरे हार्मोनिक और योग आवृत्ति प्रभाव का कुशल उत्तेजना मुख्य रूप से निम्नलिखित तीन प्रमुख स्थितियों पर निर्भर करता है: गैलियम सेलेनाइड और के बीच लंबी प्रकाश-पदार्थ संपर्क दूरीमाइक्रो-नैनो फाइबर, उच्च दूसरे क्रम की गैर-रैखिकता और स्तरित गैलियम सेलेनाइड क्रिस्टल की लंबी दूरी का क्रम, और मौलिक आवृत्ति और आवृत्ति दोहरीकरण मोड की चरण मिलान स्थितियां संतुष्ट हैं।

प्रयोग में, फ्लेम स्कैनिंग टेपरिंग सिस्टम द्वारा तैयार माइक्रो-नैनो फाइबर में मिलीमीटर के क्रम में एक समान शंकु क्षेत्र होता है, जो पंप प्रकाश और दूसरी हार्मोनिक तरंग के लिए एक लंबी नॉनलाइनियर एक्शन लंबाई प्रदान करता है। एकीकृत गैलियम सेलेनाइड क्रिस्टल की दूसरे क्रम की नॉनलाइनियर ध्रुवीकरण क्षमता 170 pm/V से अधिक है, जो ऑप्टिकल फाइबर की आंतरिक नॉनलाइनियर ध्रुवीकरण क्षमता से बहुत अधिक है। इसके अलावा, गैलियम सेलेनाइड क्रिस्टल की लंबी दूरी की आदेशित संरचना दूसरे हार्मोनिक्स के निरंतर चरण हस्तक्षेप को सुनिश्चित करती है, जिससे माइक्रो-नैनो फाइबर में बड़ी नॉनलाइनियर एक्शन लंबाई का लाभ मिलता है। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि पंपिंग ऑप्टिकल बेस मोड (HE11) और दूसरे हार्मोनिक हाई ऑर्डर मोड (EH11, HE31) के बीच चरण मिलान शंकु व्यास को नियंत्रित करके और फिर माइक्रो-नैनो फाइबर की तैयारी के दौरान वेवगाइड फैलाव को विनियमित करके महसूस किया जाता है।

उपरोक्त स्थितियाँ माइक्रो-नैनो फाइबर में दूसरे हार्मोनिक्स के कुशल और वाइड-बैंड उत्तेजना की नींव रखती हैं। प्रयोग से पता चलता है कि नैनोवाट स्तर पर दूसरे हार्मोनिक्स का आउटपुट 1550 एनएम पिकोसेकंड पल्स लेजर पंप के तहत प्राप्त किया जा सकता है, और दूसरे हार्मोनिक्स को समान तरंग दैर्ध्य के निरंतर लेजर पंप के तहत कुशलतापूर्वक उत्तेजित किया जा सकता है, और थ्रेशोल्ड पावर इस प्रकार है कई सौ माइक्रोवाट जितना कम (चित्र 1)। इसके अलावा, जब पंप प्रकाश को निरंतर लेजर की तीन अलग-अलग तरंग दैर्ध्य (1270/1550/1590 एनएम), तीन सेकंड हार्मोनिक्स (2w1, 2w2, 2w3) और तीन योग आवृत्ति सिग्नल (w1+w2, w1+w3, w2+) तक बढ़ाया जाता है। w3) छह आवृत्ति रूपांतरण तरंग दैर्ध्य में से प्रत्येक पर देखे जाते हैं। पंप लाइट को 79.3 एनएम की बैंडविड्थ के साथ एक अल्ट्रा-रेडिएंट लाइट-एमिटिंग डायोड (एसएलईडी) प्रकाश स्रोत के साथ बदलने से, 28.3 एनएम की बैंडविड्थ के साथ एक विस्तृत-स्पेक्ट्रम दूसरा हार्मोनिक उत्पन्न होता है (चित्र 2)। इसके अलावा, यदि इस अध्ययन में शुष्क स्थानांतरण तकनीक को बदलने के लिए रासायनिक वाष्प जमाव तकनीक का उपयोग किया जा सकता है, और लंबी दूरी पर माइक्रो-नैनो फाइबर की सतह पर गैलियम सेलेनाइड क्रिस्टल की कम परतें उगाई जा सकती हैं, तो दूसरी हार्मोनिक रूपांतरण दक्षता अपेक्षित है और सुधार किया जाएगा.

अंजीर। 1 दूसरी हार्मोनिक पीढ़ी प्रणाली और परिणाम पूर्ण-फाइबर संरचना में होता है

चित्र 2 निरंतर ऑप्टिकल पंपिंग के तहत मल्टी-वेवलेंथ मिश्रण और वाइड-स्पेक्ट्रम दूसरा हार्मोनिक्स