אויפרעגונג פון צווייטע האַרמאָניקעס אין אַ ברייטן ספּעקטרום

אויפרעגונג פון צווייטע האַרמאָניקעס אין אַ ברייטן ספּעקטרום

זינט די אנטדעקונג פון צווייט-ארדנונג נישט-לינעארע אפטישע עפעקטן אין די 1960ער יארן, האט דאס אויפגעוועקט א ברייטן אינטערעס פון פארשער, ביז איצט, באזירט אויף די צווייטע הארמאנישע, און פרעקווענץ עפעקטן, האט געשאפן פון די עקסטרעמע אולטראוויאלעט ביז די ווייטע אינפרארויט באנד פוןלייזערס, האט שטארק פּראָמאָטירט די אַנטוויקלונג פון לאַזער,אָפּטישאינפֿאָרמאַציע פּראַסעסינג, הויך-רעזאָלוציע מיקראָסקאָפּישע בילדגעבונג און אַנדערע פֿעלדער. לויט ניט-לינעאַראָפּטיקאון פּאָלאַריזאַציע טעאָריע, דער גלייכער-אָרדענונג נישט-לינעאַרער אָפּטישער עפֿעקט איז ענג פֿאַרבונדן מיט קריסטאַל סימעטריע, און דער נישט-לינעאַרער קאָעפֿיציענט איז נישט נול נאָר אין נישט-צענטראַלע אינווערסיע סימעטרישע מעדיע. ווי דער מערסט באַזישער צווייטער-אָרדענונג נישט-לינעאַרער עפֿעקט, שטערן די צווייטע האַרמאָניקעס זייער דזשענעריישאַן און עפֿעקטיווע נוצן אין קוואַרץ פֿאַזער צוליב דער אַמאָרפֿישער פֿאָרעם און דער סימעטריע פֿון צענטער אינווערסיע. איצט קענען פּאָלאַריזאַציע מעטאָדן (אָפּטישע פּאָלאַריזאַציע, טערמישע פּאָלאַריזאַציע, עלעקטרישע פֿעלד פּאָלאַריזאַציע) קינסטלעך צעשטערן די סימעטריע פֿון מאַטעריאַל צענטער אינווערסיע פֿון אָפּטישער פֿאַזער, און עפֿעקטיוו פֿאַרבעסערן די צווייטער-אָרדענונג נישט-לינעאַריטעט פֿון אָפּטישער פֿאַזער. אָבער, דער מעטאָד פֿאָדערט קאָמפּלעקסע און פֿאָדערנדיקע צוגרייטונג טעכנאָלאָגיע, און קען נאָר טרעפֿן די קוואַזי-פֿאַזע גלייכונג באַדינגונגען ביי דיסקרעטע כוואַליע לענגקטס. דער אָפּטישער פֿאַזער רעזאָנאַנט רינג באַזירט אויף דעם עקאָ וואַנט מאָדע באַגרענעצט די ברייט ספּעקטרום עקסייטיישאַן פֿון צווייטע האַרמאָניקעס. דורך ברעכן די סימעטריע פֿון דער ייבערפֿלאַך סטרוקטור פֿון דער פֿאַזער, ווערן די ייבערפֿלאַך צווייטע האַרמאָניקעס אין דער ספּעציעלער סטרוקטור פֿאַזער פֿאַרבעסערט צו אַ געוויסער מאָס, אָבער זיי פֿאַרלאָזן זיך נאָך אויף דעם פֿעמטאָסעקונד פּאָמפּע פּולס מיט זייער הויך שפּיץ מאַכט. דעריבער, די דזשענעריישאַן פון צווייט-אָרדענונג ניט-לינעאַר אָפּטישע יפעקץ אין אַלע-פיברע סטרוקטורן און די פֿאַרבעסערונג פון קאַנווערזשאַן עפעקטיווקייַט, ספּעציעל די דזשענעריישאַן פון ברייט-ספּעקטרום צווייטע האַרמאָניקס אין נידעריק-מאַכט, קאַנטיניואַס אָפּטיש פּאַמפּינג, זענען די גרונט פּראָבלעמען וואָס דאַרפֿן צו זיין סאַלווד אין די פעלד פון ניט-לינעאַר פיברע אָפּטיקס און דעוויסעס, און האָבן וויכטיק וויסנשאפטלעכע באַטייַט און ברייט אַפּלאַקיישאַן ווערט.

א פארשונגס-גרופע אין כינע האט פארגעשלאגן א שיכטיקע גאליום סעלעניד קריסטאל פאזע אינטעגראציע סכעמע מיט מיקרא-נאנא פיבער. דורך אויסנוצן די הויכע צווייטע-ארדענונג נישט-לינעאריטעט און לאנג-רייכווייטיגע ארדענונג פון גאליום סעלעניד קריסטאלן, ווערט רעאליזירט א ברייט-ספעקטרום צווייטע-הארמאנישע עקסייטאציע און מולטי-פרעקווענץ קאנווערזיע פראצעס, וואס גיט א נייע לייזונג פאר דער פארבעסערונג פון מולטי-פאראמעטרישע פראצעסן אין פיבער און דער צוגרייטונג פון ברייטבאנד צווייטע-הארמאנישע.ליכט קוועלערדי עפעקטיווע עקסייטיישאַן פון די צווייטע האַרמאָניק און סאַם פרעקווענץ ווירקונג אין דער סכעמע דעפּענדס דער הויפּט אויף די פאלגענדע דריי שליסל באדינגונגען: די לאַנג ליכט-מאַטעריע ינטעראַקשאַן דיסטאַנס צווישן גאַליום סעלעניד אוןמיקראָ-נאַנאָ פיברע, די הויכע צווייטע-ארדנונג נישט-לינעאריטעט און לאנג-רייכווייטיג ארדנונג פון די שיכטיקע גאליום סעלעניד קריסטאל, און די פאזע-פאסנדיקע באדינגונגען פון די פונדאמענטאלע פרעקווענץ און פרעקווענץ פארדאפלונג מאָדע זענען צופרידנגעשטעלט.

אין דעם עקספּערימענט, די מיקראָ-נאַנאָ פיברע צוגעגרייט דורך די פלאַם סקאַנינג טייפּערינג סיסטעם האט אַ מונדיר קאָן געגנט אין דער סדר פון מילימעטער, וואָס גיט אַ לאַנג ניט-לינעאַר אַקציע לענג פֿאַר די פּאָמפּע ליכט און די צווייטע האַרמאָניק כוואַליע. די צווייטע-סדר ניט-לינעאַר פּאָלאַריזאַביליטי פון די ינטעגרירט גאַליום סעלעניד קריסטאַל יקסידז 170 pm/V, וואָס איז פיל העכער ווי די ינטרינסיק ניט-לינעאַר פּאָלאַריזאַביליטי פון די אָפּטיש פיברע. דערצו, די לאַנג-קייט אָרדערד סטרוקטור פון די גאַליום סעלעניד קריסטאַל ענשורז די קאַנטיניואַס פאַסע ינטערפיראַנס פון די צווייטע האַרמאָניקס, געבן פול שפּיל צו די מייַלע פון ​​​​די גרויס ניט-לינעאַר אַקציע לענג אין די מיקראָ-נאַנאָ פיברע. מער וויכטיק, די פאַסע מאַטשינג צווישן די פּאָמפּע אָפּטיש באַזע מאָדע (HE11) און די צווייטע האַרמאָניק הויך סדר מאָדע (EH11, HE31) איז רעאַליזירט דורך קאַנטראָולינג די קאָן דיאַמעטער און דעמאָלט רעגיאַלייטינג די כוואַליעגייד דיספּערסיאָן בעשאַס די צוגרייטונג פון מיקראָ-נאַנאָ פיברע.

די אויבנדערמאנטע באדינגונגען לייגן דעם יסוד פאר דער עפעקטיווער און ברייט-בענד עקסייטאציע פון ​​צווייטע הארמאניקס אין מיקרא-נאנא פיבער. דער עקספערימענט ווייזט אז די אויסגאבע פון ​​צווייטע הארמאניקס אויפן נאנאוואט לעוועל קען דערגרייכט ווערן אונטער דער 1550 נ"מ פיקאסעקונד פולס לאזער פאמפע, און די צווייטע הארמאניקס קענען אויך עפעקטיוו עקסייטירט ווערן אונטער דער קאנטינעווער לאזער פאמפע פון ​​דער זעלבער כוואליע-לענג, און די שוועל-מאכט איז אזוי נידעריג ווי עטליכע הונדערט מיקראוואטס (פיגור 1). ווייטער, ווען די פאמפע ליכט ווערט פארלענגערט צו דריי פארשידענע כוואליע-לענג פון קאנטינעווער לאזער (1270/1550/1590 נ"מ), ווערן דריי צווייטע הארמאניקס (2w1, 2w2, 2w3) און דריי סומע-פרעקווענץ סיגנאלן (w1+w2, w1+w3, w2+w3) באמערקט ביי יעדער פון די זעקס פרעקווענץ קאנווערזיע כוואליע-לענג. דורך פארטרעטן די פאמפע ליכט מיט אן אולטרא-שטראלנדיקער ליכט-עמיטירנדיקער דיאד (SLED) ליכט מקור מיט א באנדווידט פון 79.3 נ"מ, ווערט א ברייט-ספעקטרום צווייטע הארמאניק מיט א באנדווידט פון 28.3 נ"מ גענערירט (פיגור 2). דערצו, אויב כעמישע פארע דעפאזיציע טעכנאלאגיע קען גענוצט ווערן צו פארטרעטן די טרוקענע טראנספער טעכנאלאגיע אין דעם שטודיע, און ווייניגער שיכטן פון גאליום סעלעניד קריסטאלן קענען געוואקסן אויף דער ייבערפלאך פון מיקרא-נאנא פיברע איבער לאנגע דיסטאנצן, ווערט ערווארטעט אז די צווייטע הארמאנישע קאנווערזיע עפעקטיווקייט וועט ווייטער פארבעסערט ווערן.

פיג. 1 צווייטע האַרמאָניק דזשענעריישאַן סיסטעם און רעזולטאַטן אין אַל-פיברע סטרוקטור

פיגור 2 מולטי-וועוולענגט מיקסינג און ברייט-ספּעקטרום צווייטע האַרמאָניקס אונטער קאָנטינויִערלעך אָפּטיש פּאָמפּינג