עקסייטיישאַן פון רגע האַרמאָניקס אין אַ ברייט ספּעקטרום

עקסייטיישאַן פון רגע האַרמאָניקס אין אַ ברייט ספּעקטרום

זינט די ופדעקונג פון צווייטע סדר ניט-לינעאַר אָפּטיש יפעקץ אין די 1960 ס, האט דערוועקט ברייט אינטערעס פון ריסערטשערז, ביז איצט, באזירט אויף די רגע האַרמאָניק, און אָפטקייַט יפעקץ, געשאפן פון די עקסטרעם אַלטראַווייאַליט צו די ווייַט ינפרערעד באַנד פוןלייזערז, זייער פּראָמאָטעד די אַנטוויקלונג פון לאַזער,אָפּטישאינפֿאָרמאַציע פּראַסעסינג, הויך-האַכלאָטע מיקראָסקאָפּיק ימידזשינג און אנדערע פעלדער. לויט ניט-לינעאַראָפּטיקסאון פּאָלאַריזאַטיאָן טעאָריע, די אפילו-סדר ניט-לינעאַר אָפּטיש ווירקונג איז ענג שייַכות צו קריסטאַל סימעטריע, און די ניט-לינעאַר קאָואַפישאַנט איז ניט נול בלויז אין ניט-צענטראל ינווערזשאַן סיממעטריק מידיאַ. ווי די מערסט יקערדיק ניט-לינעאַר ווירקונג פון צווייטע סדר, די רגע האַרמאָניקס שטארק שטערן זייער דור און עפעקטיוו נוצן אין קוואַרץ פיברע ווייַל פון די אַמאָרפאַס פאָרעם און די סימעטריע פון ​​​​צענטער ינווערזשאַן. דערווייַל, פּאָליאַריזאַטיאָן מעטהאָדס (אָפּטיש פּאָולעראַזיישאַן, טערמאַל פּאָולעראַזיישאַן, עלעקטריק פעלד פּאָולעראַזיישאַן) קענען אַרטאַפישאַלי צעשטערן די סימעטריע פון ​​מאַטעריאַל צענטער ינווערזשאַן פון אָפּטיש פיברע, און יפעקטיוולי פֿאַרבעסערן די צווייטע סדר ניט-לינעאַריטי פון אָפּטיש פיברע. אָבער, דעם אופֿן ריקווייערז קאָמפּלעקס און פאדערן צוגרייטונג טעכנאָלאָגיע, און קענען בלויז טרעפן די קוואַזי-פאַסע וואָס ריכטן טנאָים אין דיסקרעטע ווייוולענגטס. די אָפּטיש פיברע רעזאַנאַנט רינג באזירט אויף די עקאָו וואַנט מאָדע לימאַץ די ברייט ספּעקטרום עקסייטיישאַן פון רגע האַרמאָניקס. דורך ברייקינג די סימעטריע פון ​​די ייבערפלאַך סטרוקטור פון די פיברע, די ייבערפלאַך צווייטע האַרמאָניקס אין די ספּעציעל סטרוקטור פיברע זענען ענכאַנסט צו אַ זיכער מאָס, אָבער נאָך אָפענגען אויף די פעמטאָסעקאַנד פּאָמפּע דויפעק מיט זייער הויך שפּיץ מאַכט. דעריבער, דער דור פון צווייטע סדר ניט-לינעאַר אָפּטיש יפעקץ אין אַלע-פיברע סטראַקטשערז און די פֿאַרבעסערונג פון קאַנווערזשאַן עפעקטיווקייַט, ספּעציעל די דור פון ברייט-ספּעקטרום רגע האַרמאָניקס אין נידעריק-מאַכט, קעסיידערדיק אָפּטיש פּאַמפּינג, זענען די יקערדיק פּראָבלעמס 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 פאָרשונג מאַנשאַפֿט אין טשיינאַ האט פארגעלייגט אַ לייערד גאַליום סעלענידע קריסטאַל פאַסע ינטאַגריישאַן סכעמע מיט מיקראָ-נאַנאָ פיברע. דורך די נוצן פון די הויך צווייטע סדר ניט-לינעאַריטי און לאַנג-קייט אָרדערינג פון גאַליום סעלענידע קריסטאַלז, אַ ברייט-ספּעקטרום רגע-האַרמאָניק עקסייטיישאַן און מאַלטי-אָפטקייַט קאַנווערזשאַן פּראָצעס זענען איינגעזען, פּראַוויידינג אַ נייַע לייזונג פֿאַר די ימפּרוווינג פון מולטי-פּאַראַמעטריק פּראַסעסאַז אין פיברע און דער צוגרייטונג פון בראָדבאַנד רגע-האַרמאָניקליכט קוואלן. די עפעקטיוו עקסייטיישאַן פון די רגע האַרמאָניק און סאַכאַקל אָפטקייַט ווירקונג אין די סכעמע דעפּענדס דער הויפּט אויף די פאלגענדע דריי שליסל טנאָים: די לאַנג ליכט-מאַטעריע ינטעראַקשאַן דיסטאַנסע צווישן גאַליום סעלענידע אוןמיקראָ-נאַנאָ פיברע, די הויך רגע-סדר נאָנלינעראַטי און לאַנג-קייט סדר פון די לייערד גאַליום סעלענידע קריסטאַל, און די פאַסע וואָס ריכטן טנאָים פון די פונדאַמענטאַל אָפטקייַט און אָפטקייַט דאַבלינג מאָדע זענען צופֿרידן.

אין דער עקספּערימענט, די מיקראָ-נאַנאָ פיברע צוגעגרייט דורך די פלאַם סקאַנינג טייפּערינג סיסטעם האט אַ מונדיר שישקע געגנט אין די סדר פון מילאַמיטער, וואָס גיט אַ לאַנג ניט-לינעאַר קאַמף לענג פֿאַר די פּאָמפּע ליכט און די רגע האַרמאָניק כוואַליע. די צווייטע סדר ניט-לינעאַר פּאָלאַריזאַביליטי פון די ינאַגרייטיד גאַליום סעלענידע קריסטאַל יקסידז 170 פּם / V, וואָס איז פיל העכער ווי די ינטרינסיק נאָנלינער פּאָלאַריזאַביליטי פון די אָפּטיש פיברע. דערצו, די לאַנג-קייט אָרדערד סטרוקטור פון די גאַליום סעלענידע קריסטאַל ינשורז די קעסיידערדיק פאַסע ינטערפיראַנס פון די רגע האַרמאָניקס, וואָס גיט פול שפּיל צו די מייַלע פון ​​​​די גרויס ניט-לינעאַר קאַמף לענג אין די מיקראָ-נאַנאָ פיברע. מער ימפּאָרטאַנטלי, די פאַסע וואָס ריכטן זיך צווישן די פּאַמפּינג אָפּטיש באַזע מאָדע (HE11) און די רגע האַרמאָניק הויך סדר מאָדע (EH11, HE31) איז איינגעזען דורך קאַנטראָולינג די שישקע דיאַמעטער און דערנאָך רעגיאַלייטינג די וואַוועגייד דיספּערסיאָן בעשאַס דער צוגרייטונג פון מיקראָ-נאַנאָ פיברע.

די אויבן באדינגונגען לייגן דעם יסוד פֿאַר די עפעקטיוו און ברייט-באַנד עקסייטיישאַן פון רגע האַרמאָניקס אין מיקראָ-נאַנאָ פיברע. דער עקספּערימענט ווייזט אַז די רעזולטאַט פון רגע האַרמאָניקס אויף די נאַנאָוואַט מדרגה קענען זיין אַטשיווד אונטער די 1550 nm פּיקאָסעקאַנד דויפעק לאַזער פּאָמפּע, און די רגע האַרמאָניקס קענען אויך זיין יקסייטאַד יפעקטיוולי אונטער די קעסיידערדיק לאַזער פּאָמפּע פון ​​דער זעלביקער ווייוולענגט, און די שוועל מאַכט איז ווי נידעריק ווי עטלעכע הונדערט מיקראָוואַטץ (פיגורע 1). ווייַטער, ווען די פּאָמפּע ליכט איז עקסטענדעד צו דריי פאַרשידענע ווייוולענגטס פון קעסיידערדיק לאַזער (1270/1550/1590 נם), דריי רגע האַרמאָניקס (2w1, 2w2, 2w3) און דריי סאַכאַקל אָפטקייַט סיגנאַלז (w1+w2, w1+w3, w2+ w3) זענען באמערקט ביי יעדער פון די זעקס אָפטקייַט קאַנווערזשאַן ווייוולענגטס. דורך ריפּלייסינג די פּאָמפּע ליכט מיט אַ הינטער-שטראַלנדיק ליכט-ימיטינג דייאָוד (סלעד) ליכט מקור מיט אַ באַנדווידט פון 79.3 נם, אַ ברייט-ספּעקטרום רגע האַרמאָניק מיט אַ באַנדווידט פון 28.3 נם איז דזשענערייטאַד (פיגורע 2). אין אַדישאַן, אויב כעמישער פארע דעפּאַזישאַן טעכנאָלאָגיע קענען זיין געוויינט צו פאַרבייַטן די טרוקן אַריבערפירן טעכנאָלאָגיע אין דעם לערנען, און ווייניקערע לייַערס פון גאַליום סעלענידע קריסטאַלז קענען זיין דערוואַקסן אויף די ייבערפלאַך פון מיקראָ-נאַנאָ פיברע איבער לאַנג דיסטאַנסאַז, די רגע האַרמאָניק קאַנווערזשאַן עפעקטיווקייַט איז דערוואַרט. צו זיין ווייַטער ימפּרוווד.

FIG. 1 צווייטע האַרמאָניק דור סיסטעם און רעזולטאַטן אין אַלע-פיברע סטרוקטור

פיגורע 2 מולטי-ווייוולענגט מיקסינג און ברייט-ספּעקטרום רגע האַרמאָניקס אונטער קעסיידערדיק אָפּטיש פּאַמפּינג