విస్తృత వర్ణపటంలో రెండవ హార్మోనిక్స్ యొక్క ఉత్తేజం

విస్తృత వర్ణపటంలో రెండవ హార్మోనిక్స్ యొక్క ఉత్తేజం

1960లలో రెండవ-ఆర్డర్ నాన్‌లీనియర్ ఆప్టికల్ ఎఫెక్ట్‌లను కనుగొన్నప్పటి నుండి, పరిశోధకులలో విస్తృత ఆసక్తిని రేకెత్తించింది, ఇప్పటివరకు, రెండవ హార్మోనిక్ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ ఎఫెక్ట్‌ల ఆధారంగా, తీవ్ర అతినీలలోహిత నుండి దూర పరారుణ బ్యాండ్ వరకు ఉత్పత్తి చేయబడింది.లేజర్‌లు, లేజర్ అభివృద్ధిని బాగా ప్రోత్సహించింది,ఆప్టికల్సమాచార ప్రాసెసింగ్, అధిక-రిజల్యూషన్ మైక్రోస్కోపిక్ ఇమేజింగ్ మరియు ఇతర రంగాలు. నాన్ లీనియర్ ప్రకారంఆప్టిక్స్మరియు ధ్రువణ సిద్ధాంతం ప్రకారం, సరి-క్రమ నాన్‌లీనియర్ ఆప్టికల్ ప్రభావం క్రిస్టల్ సమరూపతకు దగ్గరి సంబంధం కలిగి ఉంటుంది మరియు నాన్‌లీనియర్ కోఎఫీషియంట్ నాన్-సెంట్రల్ ఇన్వర్షన్ సిమెట్రిక్ మీడియాలో మాత్రమే సున్నా కాదు. అత్యంత ప్రాథమిక రెండవ-క్రమ నాన్‌లీనియర్ ప్రభావంగా, రెండవ హార్మోనిక్స్ క్వార్ట్జ్ ఫైబర్‌లో వాటి ఉత్పత్తిని మరియు ప్రభావవంతమైన ఉపయోగాన్ని బాగా అడ్డుకుంటాయి ఎందుకంటే అస్ఫారస రూపం మరియు సెంటర్ ఇన్వర్షన్ యొక్క సమరూపత. ప్రస్తుతం, ధ్రువణ పద్ధతులు (ఆప్టికల్ పోలరైజేషన్, థర్మల్ పోలరైజేషన్, ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ పోలరైజేషన్) ఆప్టికల్ ఫైబర్ యొక్క మెటీరియల్ సెంటర్ విలోమం యొక్క సమరూపతను కృత్రిమంగా నాశనం చేయగలవు మరియు ఆప్టికల్ ఫైబర్ యొక్క రెండవ-క్రమ నాన్‌లీనియారిటీని సమర్థవంతంగా మెరుగుపరుస్తాయి. అయితే, ఈ పద్ధతికి సంక్లిష్టమైన మరియు డిమాండ్ ఉన్న తయారీ సాంకేతికత అవసరం మరియు వివిక్త తరంగదైర్ఘ్యాల వద్ద క్వాసి-ఫేజ్ మ్యాచింగ్ పరిస్థితులను మాత్రమే తీర్చగలవు. ఎకో వాల్ మోడ్ ఆధారంగా ఆప్టికల్ ఫైబర్ రెసొనెంట్ రింగ్ రెండవ హార్మోనిక్స్ యొక్క విస్తృత స్పెక్ట్రమ్ ఉత్తేజాన్ని పరిమితం చేస్తుంది. ఫైబర్ యొక్క ఉపరితల నిర్మాణం యొక్క సమరూపతను విచ్ఛిన్నం చేయడం ద్వారా, ప్రత్యేక నిర్మాణ ఫైబర్‌లోని ఉపరితల రెండవ హార్మోనిక్స్ కొంతవరకు మెరుగుపరచబడతాయి, కానీ ఇప్పటికీ చాలా ఎక్కువ పీక్ పవర్‌తో ఫెమ్టోసెకండ్ పంప్ పల్స్‌పై ఆధారపడి ఉంటాయి. అందువల్ల, ఆల్-ఫైబర్ నిర్మాణాలలో రెండవ-ఆర్డర్ నాన్ లీనియర్ ఆప్టికల్ ప్రభావాలను ఉత్పత్తి చేయడం మరియు మార్పిడి సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడం, ముఖ్యంగా తక్కువ-శక్తి, నిరంతర ఆప్టికల్ పంపింగ్‌లో వైడ్-స్పెక్ట్రమ్ రెండవ హార్మోనిక్స్ ఉత్పత్తి చేయడం, అనేవి నాన్ లీనియర్ ఫైబర్ ఆప్టిక్స్ మరియు పరికరాల రంగంలో పరిష్కరించాల్సిన ప్రాథమిక సమస్యలు మరియు ముఖ్యమైన శాస్త్రీయ ప్రాముఖ్యత మరియు విస్తృత అప్లికేషన్ విలువను కలిగి ఉంటాయి.

చైనాలోని ఒక పరిశోధనా బృందం మైక్రో-నానో ఫైబర్‌తో లేయర్డ్ గాలియం సెలెనైడ్ క్రిస్టల్ ఫేజ్ ఇంటిగ్రేషన్ స్కీమ్‌ను ప్రతిపాదించింది. గాలియం సెలెనైడ్ స్ఫటికాల యొక్క అధిక సెకండ్-ఆర్డర్ నాన్‌లీనియారిటీ మరియు లాంగ్-రేంజ్ ఆర్డరింగ్‌ను సద్వినియోగం చేసుకోవడం ద్వారా, విస్తృత-స్పెక్ట్రమ్ సెకండ్-హార్మోనిక్ ఎక్సైటేషన్ మరియు మల్టీ-ఫ్రీక్వెన్సీ కన్వర్షన్ ప్రక్రియ గ్రహించబడుతుంది, ఫైబర్‌లో బహుళ-పారామెట్రిక్ ప్రక్రియల మెరుగుదల మరియు బ్రాడ్‌బ్యాండ్ సెకండ్-హార్మోనిక్ తయారీకి కొత్త పరిష్కారాన్ని అందిస్తుంది.కాంతి వనరులు. ఈ పథకంలో రెండవ హార్మోనిక్ మరియు మొత్తం పౌనఃపున్య ప్రభావం యొక్క సమర్థవంతమైన ఉత్తేజనం ప్రధానంగా ఈ క్రింది మూడు కీలక పరిస్థితులపై ఆధారపడి ఉంటుంది: గాలియం సెలెనైడ్ మరియుమైక్రో-నానో ఫైబర్, లేయర్డ్ గాలియం సెలెనైడ్ క్రిస్టల్ యొక్క అధిక రెండవ-ఆర్డర్ నాన్‌లీనియారిటీ మరియు దీర్ఘ-శ్రేణి క్రమం మరియు ప్రాథమిక ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు ఫ్రీక్వెన్సీ రెట్టింపు మోడ్ యొక్క దశ సరిపోలిక పరిస్థితులు సంతృప్తి చెందాయి.

ప్రయోగంలో, ఫ్లేమ్ స్కానింగ్ టేపరింగ్ సిస్టమ్ ద్వారా తయారు చేయబడిన మైక్రో-నానో ఫైబర్ మిల్లీమీటర్ క్రమంలో ఏకరీతి కోన్ ప్రాంతాన్ని కలిగి ఉంటుంది, ఇది పంప్ లైట్ మరియు రెండవ హార్మోనిక్ వేవ్ కోసం పొడవైన నాన్ లీనియర్ చర్య పొడవును అందిస్తుంది. ఇంటిగ్రేటెడ్ గాలియం సెలెనైడ్ క్రిస్టల్ యొక్క రెండవ-ఆర్డర్ నాన్ లీనియర్ ధ్రువణత 170 pm/V కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది, ఇది ఆప్టికల్ ఫైబర్ యొక్క అంతర్గత నాన్ లీనియర్ ధ్రువణత కంటే చాలా ఎక్కువ. అంతేకాకుండా, గాలియం సెలెనైడ్ క్రిస్టల్ యొక్క దీర్ఘ-శ్రేణి ఆర్డర్డ్ నిర్మాణం రెండవ హార్మోనిక్స్ యొక్క నిరంతర దశ జోక్యాన్ని నిర్ధారిస్తుంది, మైక్రో-నానో ఫైబర్‌లోని పెద్ద నాన్ లీనియర్ చర్య పొడవు యొక్క ప్రయోజనానికి పూర్తి ఆటను ఇస్తుంది. మరింత ముఖ్యంగా, పంపింగ్ ఆప్టికల్ బేస్ మోడ్ (HE11) మరియు రెండవ హార్మోనిక్ హై ఆర్డర్ మోడ్ (EH11, HE31) మధ్య దశ సరిపోలిక కోన్ వ్యాసాన్ని నియంత్రించడం ద్వారా మరియు మైక్రో-నానో ఫైబర్ తయారీ సమయంలో వేవ్‌గైడ్ వ్యాప్తిని నియంత్రించడం ద్వారా గ్రహించబడుతుంది.

పైన పేర్కొన్న పరిస్థితులు మైక్రో-నానో ఫైబర్‌లో రెండవ హార్మోనిక్స్ యొక్క సమర్థవంతమైన మరియు వైడ్-బ్యాండ్ ఉత్తేజనానికి పునాది వేస్తాయి. ఈ ప్రయోగం 1550 nm పికోసెకండ్ పల్స్ లేజర్ పంప్ కింద నానోవాట్ స్థాయిలో రెండవ హార్మోనిక్స్ యొక్క అవుట్‌పుట్‌ను సాధించవచ్చని మరియు అదే తరంగదైర్ఘ్యం యొక్క నిరంతర లేజర్ పంప్ కింద రెండవ హార్మోనిక్స్‌ను కూడా సమర్థవంతంగా ఉత్తేజపరచవచ్చని చూపిస్తుంది మరియు థ్రెషోల్డ్ పవర్ అనేక వందల మైక్రోవాట్‌ల వరకు తక్కువగా ఉంటుంది (చిత్రం 1). ఇంకా, పంప్ లైట్‌ను నిరంతర లేజర్ యొక్క మూడు వేర్వేరు తరంగదైర్ఘ్యాలకు (1270/1550/1590 nm) విస్తరించినప్పుడు, ఆరు ఫ్రీక్వెన్సీ మార్పిడి తరంగదైర్ఘ్యాలలో ప్రతిదానిలో మూడు సెకండ్ హార్మోనిక్స్ (2w1, 2w2, 2w3) మరియు మూడు మొత్తం ఫ్రీక్వెన్సీ సిగ్నల్‌లు (w1+w2, w1+w3, w2+w3) గమనించబడతాయి. పంప్ లైట్‌ను 79.3 nm బ్యాండ్‌విడ్త్‌తో అల్ట్రా-రేడియంట్ లైట్-ఎమిటింగ్ డయోడ్ (SLED) కాంతి వనరుతో భర్తీ చేయడం ద్వారా, 28.3 nm బ్యాండ్‌విడ్త్‌తో విస్తృత-స్పెక్ట్రమ్ రెండవ హార్మోనిక్ ఉత్పత్తి అవుతుంది (మూర్తి 2). అదనంగా, ఈ అధ్యయనంలో పొడి బదిలీ సాంకేతికతను భర్తీ చేయడానికి రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ సాంకేతికతను ఉపయోగించగలిగితే మరియు మైక్రో-నానో ఫైబర్ ఉపరితలంపై ఎక్కువ దూరం గాలియం సెలెనైడ్ స్ఫటికాల పొరలను పెంచగలిగితే, రెండవ హార్మోనిక్ మార్పిడి సామర్థ్యం మరింత మెరుగుపడుతుందని భావిస్తున్నారు.

చిత్రం 1 రెండవ హార్మోనిక్ జనరేషన్ వ్యవస్థ మరియు ఫలితంగా పూర్తి ఫైబర్ నిర్మాణం ఏర్పడుతుంది.

చిత్రం 2 నిరంతర ఆప్టికల్ పంపింగ్ కింద బహుళ-తరంగదైర్ఘ్యం మిక్సింగ్ మరియు వైడ్-స్పెక్ట్రమ్ రెండవ హార్మోనిక్స్