एक विस्तृत स्पेक्ट्रम में दूसरे हार्मोनिक्स का उत्तेजना

एक विस्तृत स्पेक्ट्रम में दूसरे हार्मोनिक्स का उत्तेजना

1960 के दशक में दूसरे क्रम के नॉनलाइनियर ऑप्टिकल प्रभावों की खोज के बाद से, शोधकर्ताओं की व्यापक रुचि को बढ़ा दिया है, अब तक, दूसरे हार्मोनिक, और आवृत्ति प्रभावों के आधार पर, चरम पराबैंगनी से दूर अवरक्त बैंड के लिए उत्पादन किया गया है।पराबैंगनीकिरण, लेजर के विकास को बहुत बढ़ावा दिया,ऑप्टिकलसूचना प्रसंस्करण, उच्च-रिज़ॉल्यूशन माइक्रोस्कोपिक इमेजिंग और अन्य फ़ील्ड। Nonlinear के अनुसारप्रकाशिकीऔर ध्रुवीकरण सिद्धांत, सम-ऑर्डर नॉनलाइनियर ऑप्टिकल प्रभाव क्रिस्टल समरूपता से निकटता से संबंधित है, और नॉनलाइनियर गुणांक केवल गैर-सेंट्रल उलटा सममित मीडिया में शून्य नहीं है। सबसे बुनियादी दूसरे क्रम के नॉनलाइनियर प्रभाव के रूप में, दूसरा हार्मोनिक्स उनकी पीढ़ी और क्वार्ट्ज फाइबर में प्रभावी उपयोग में बाधा और केंद्र व्युत्क्रम की समरूपता के कारण बहुत अधिक बाधा डालता है। वर्तमान में, ध्रुवीकरण के तरीके (ऑप्टिकल ध्रुवीकरण, थर्मल ध्रुवीकरण, विद्युत क्षेत्र ध्रुवीकरण) कृत्रिम रूप से ऑप्टिकल फाइबर के सामग्री केंद्र उलटा की समरूपता को नष्ट कर सकते हैं, और ऑप्टिकल फाइबर के दूसरे क्रम के गैर-नॉनलाइनिटी ​​में प्रभावी रूप से सुधार कर सकते हैं। हालांकि, इस पद्धति के लिए जटिल और मांग की तैयारी तकनीक की आवश्यकता होती है, और यह केवल असतत तरंग दैर्ध्य पर अर्ध-चरण मिलान की स्थिति को पूरा कर सकता है। इको वॉल मोड पर आधारित ऑप्टिकल फाइबर गुंजयमान रिंग दूसरे हार्मोनिक्स के व्यापक स्पेक्ट्रम उत्तेजना को सीमित करती है। फाइबर की सतह संरचना की समरूपता को तोड़कर, विशेष संरचना फाइबर में सतह दूसरे हार्मोनिक्स को कुछ हद तक बढ़ाया जाता है, लेकिन फिर भी बहुत उच्च शिखर शक्ति के साथ फेमटोसेकंड पंप पल्स पर निर्भर करता है। इसलिए, ऑल-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 व्यापक-स्पेक्ट्रम दूसरे हार्मोनिक्स की पीढ़ी, वे बुनियादी समस्याएं हैं जिन्हें नॉनलाइनियर फाइबर ऑप्टिक्स और उपकरणों के क्षेत्र में हल करने की आवश्यकता होती है, और महत्वपूर्ण वैज्ञानिक महत्व और व्यापक अनुप्रयोग मूल्य है।

चीन में एक शोध टीम ने माइक्रो-नैनो फाइबर के साथ एक स्तरित गैलियम सेलेनाइड क्रिस्टल चरण एकीकरण योजना का प्रस्ताव किया है। गैलियम सेलेनाइड क्रिस्टल के उच्च दूसरे क्रम के नॉनलाइनरिटी और लंबी दूरी के आदेश का लाभ उठाकर, एक विस्तृत-स्पेक्ट्रम दूसरा-हार्मोनिक उत्तेजना और बहु-आवृत्ति रूपांतरण प्रक्रिया का एहसास किया जाता है, जो फाइबर में बहु-पैरामीट्रिक प्रक्रियाओं को बढ़ाने और ब्रॉडबैंड की तैयारी के लिए एक नया समाधान प्रदान करता है।प्रकाश 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 के बीच लंबी प्रकाश-मैटर इंटरैक्शन दूरी औरसूक्ष्म नैनो फाइबर, स्तरित गैलियम सेलेनाइड क्रिस्टल के उच्च दूसरे क्रम की गैर-नॉनलाइनरिटी और लंबी दूरी के क्रम, और मौलिक आवृत्ति और आवृत्ति दोहरीकरण मोड की चरण मिलान की स्थिति संतुष्ट हैं।

प्रयोग में, लौ स्कैनिंग टेपिंग सिस्टम द्वारा तैयार किए गए माइक्रो-नैनो फाइबर में मिलीमीटर के क्रम में एक समान शंकु क्षेत्र होता है, जो पंप प्रकाश और दूसरी हार्मोनिक लहर के लिए एक लंबी नॉनलाइनियर एक्शन लंबाई प्रदान करता है। एकीकृत गैलियम सेलेनाइड क्रिस्टल का दूसरा-क्रम नॉनलाइनियर पोलरिजैबिलिटी 170 पीएम/वी से अधिक है, जो ऑप्टिकल फाइबर के आंतरिक नॉनलाइनियर पोलरिजैबिलिटी से बहुत अधिक है। इसके अलावा, गैलियम सेलेनाइड क्रिस्टल की लंबी दूरी की ऑर्डर की गई संरचना दूसरे हार्मोनिक्स के निरंतर चरण हस्तक्षेप को सुनिश्चित करती है, जो माइक्रो-नैनो फाइबर में बड़े नॉनलाइनियर एक्शन लंबाई के लाभ को पूरा करती है। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि पंपिंग ऑप्टिकल बेस मोड (HE11) और दूसरे हार्मोनिक हाई ऑर्डर मोड (EH11, HE31) के बीच मिलान को शंकु व्यास को नियंत्रित करके और फिर माइक्रो-नैनो फाइबर की तैयारी के दौरान वेवगाइड फैलाव को विनियमित करके महसूस किया जाता है।

उपरोक्त स्थितियों में माइक्रो-नैनो फाइबर में दूसरे हार्मोनिक्स के कुशल और व्यापक-बैंड उत्तेजना के लिए नींव है। प्रयोग से पता चलता है कि नानोवाट स्तर पर दूसरे हार्मोनिक्स का उत्पादन 1550 एनएम पिकोसेकंड पल्स लेजर पंप के तहत प्राप्त किया जा सकता है, और दूसरे हार्मोनिक्स को एक ही तरंग दैर्ध्य के निरंतर लेजर पंप के तहत कुशलता से उत्साहित किया जा सकता है, और दहलीज शक्ति कई सौ माइक्रोवाट (चित्रा 1) के रूप में कम है। इसके अलावा, जब पंप लाइट को निरंतर लेजर (1270/1550/1590 एनएम) के तीन अलग -अलग तरंग दैर्ध्य तक बढ़ाया जाता है, तो तीन दूसरे हार्मोनिक्स (2W1, 2W2, 2W3) और तीन SUM फ़्रीक्वेंसी सिग्नल (W1+W2, W1+W3, W2+W3) को प्रत्येक छह आवृत्तियों में प्रत्येक में देखा जाता है। 79.3 एनएम के बैंडविड्थ के साथ एक अल्ट्रा-रेडिएंट लाइट-एमिटिंग डायोड (स्लेज) लाइट सोर्स के साथ पंप लाइट को बदलकर, 28.3 एनएम के बैंडविड्थ के साथ एक विस्तृत-स्पेक्ट्रम दूसरा हार्मोनिक उत्पन्न होता है (चित्र 2)। इसके अलावा, यदि इस अध्ययन में सूखी स्थानांतरण तकनीक को बदलने के लिए रासायनिक वाष्प जमाव तकनीक का उपयोग किया जा सकता है, और गैलियम सेलेनाइड क्रिस्टल की कम परतों को लंबी दूरी पर माइक्रो-नैनो फाइबर की सतह पर उगाया जा सकता है, तो दूसरी हार्मोनिक रूपांतरण दक्षता में और सुधार होने की उम्मीद है।

अंजीर। 1 दूसरी हार्मोनिक पीढ़ी प्रणाली और ऑल-फाइबर संरचना में परिणाम

चित्रा 2 मल्टी-वेवलेंथ मिक्सिंग और वाइड-स्पेक्ट्रम दूसरा हार्मोनिक्स निरंतर ऑप्टिकल पंपिंग के तहत