Excitation an dara harmonics i speictream leathan

Excitation an dara harmonics i speictream leathan

Ós rud é gur aimsíodh éifeachtaí optúla neamhlíneacha dara hordú sna 1960í, tá suim leathan taighdeoirí tar éis a spreagadh, go dtí seo, bunaithe ar an dara éifeacht armónach agus minicíochta, táirgtear ón ultraivialait mhór go dtí an banna infridhearg i bhfad.léasair, chun cinn go mór le forbairt léasair,optúilpróiseáil faisnéise, íomháú micreascópach ardtaifigh agus réimsí eile. De réir nonlinearoptaicagus teoiric polaraithe, tá dlúthbhaint ag an éifeacht optúil neamhlíneach cothrom le siméadracht criostail, agus níl an comhéifeacht nonlinear nialas ach amháin i meáin siméadrach inbhéartaithe neamh-lárnach. Mar an éifeacht neamhlíneach dara-ordú is bunúsaí, cuireann an dara harmonics bac mór ar a nginiúint agus a n-úsáid éifeachtach i snáithín Grianchloch mar gheall ar an bhfoirm éagruthach agus siméadracht inbhéartaithe an ionaid. Faoi láthair, is féidir le modhanna polaraithe (polarú optúla, polarú teirmeach, polarú réimse leictreach) siméadracht inbhéartaithe snáithíní optúla an ionaid ábhair a mhilleadh go saorga, agus feabhas a chur go héifeachtach ar neamhlíneacht snáithíní optúla an dara hordú. Mar sin féin, éilíonn an modh seo teicneolaíocht ullmhúcháin casta agus éilitheach, agus ní féidir leis ach na coinníollacha meaitseála leathchéime a chomhlíonadh ag tonnfhaid scoite. Cuireann an fáinne athshondach snáithíní optúla atá bunaithe ar mhodh an bhalla macalla teorainn le excitation speictrim leathan an dara harmonics. Trí bhriseadh siméadrachta struchtúr dromchla an tsnáithín, feabhsaítear an dara harmonics dromchla sa snáithín struchtúr speisialta go pointe áirithe, ach fós ag brath ar chuisle an chaidéil femtosecond le buaicchumhacht an-ard. Dá bhrí sin, is iad na bunfhadhbanna is gá a réiteach ná éifeachtaí optúla neamhlíneacha dara hordú a ghiniúint i struchtúir uile-snáithíní agus feabhas a chur ar éifeachtúlacht chomhshó, go háirithe giniúint an dara harmonics leathan-speictrim i gcaidéalú optúil leanúnach ísealchumhachta. i réimse na snáthoptaice agus na bhfeistí neamhlíneacha, agus tá tábhacht eolaíoch thábhachtach agus luach iarratais leathan acu.

Tá foireann taighde sa tSín tar éis scéim comhtháthaithe céim criostail seiléiníde gailliam cisealaithe a mholadh le snáithín micrea-nana. Trí leas a bhaint as an neamhlíneacht ard dara-ordú agus ordú fadraoin de chriostail seiléiníde Gailliam, déantar excitation dara-armónach leathan-speictream agus próiseas comhshó il-minicíochta a bhaint amach, ag soláthar réiteach nua chun próisis ilpharaiméadracha a fheabhsú i. snáithín agus ullmhú dara-armónach leathanbhandafoinsí solais. Braitheann excitation éifeachtach an dara éifeacht armónach agus minicíochta suime sa scéim go príomha ar na trí phríomhchoinníollacha seo a leanas: an fad idirghníomhaithe ábhar solais idir seiléiníd ghailliam agussnáithín micrea-nana, an dara ordú ard nonlinearity agus fadraoin an criostail seiléiníd ghailliam layered, agus na coinníollacha meaitseála chéim an minicíocht bhunúsach agus modh dúbailt minicíochta sásta.

Sa turgnamh, tá réigiún cón aonfhoirmeach san ord milliméadar ag an snáithín micrea-nana arna ullmhú ag an gcóras barrchaolaithe scanadh lasair, rud a sholáthraíonn fad gníomhaíochta neamhlíneach fada don solas caidéil agus don dara tonn armónach. Sáraíonn polarizability neamhlíneach dara hordú an chriostail seiléiníde ghailliam comhtháite ná 170 pm/V, atá i bhfad níos airde ná polaraíocht neamhlíneach intreach an tsnáithín optúil. Thairis sin, cinntíonn struchtúr ordaithe fadraoin an chriostail seiléiníd ghailliam cur isteach céim leanúnach ar an dara armónach, rud a thugann spraoi iomlán chun leas a bhaint as an fad gníomhaíochta neamhlíneach sa snáithín micrea-nana. Níos tábhachtaí fós, déantar an meaitseáil chéim idir an modh bonn optúil pumpála (HE11) agus an dara modh ard-ordú armónach (EH11, HE31) a bhaint amach trí thrastomhas an chóin a rialú agus ansin an scaipeadh tonntreoraithe a rialáil le linn ullmhú snáithíní micrea-nana.

Leagann na coinníollacha thuas an bonn le haghaidh excitation éifeachtach agus leathanbhanda an dara harmonics i snáithíní micrea-nana. Léiríonn an turgnamh gur féidir aschur an dara harmonics ag an leibhéal nanowatt a bhaint amach faoin gcaidéal léasair pulse 1550 nm picosecond, agus is féidir leis an dara harmonics a bheith corraithe go héifeachtach freisin faoin gcaidéal léasair leanúnach den tonnfhad céanna, agus tá an chumhacht tairseach mar íseal le cúpla céad microwatts (Fíor 1). Thairis sin, nuair a leathnaítear an solas caidéil go trí thonnfhad éagsúla de léasair leanúnach (1270/1550/1590 nm), trí dara harmonics (2w1, 2w2, 2w3) agus trí chomhartha minicíochta suime (w1+w2, w1+w3, w2+ w3) ag gach ceann de na sé thonnfhad tiontaithe minicíochta. Trí fhoinse solais dé-óid astaithe solais ultra-radianta (SLED) a chur in ionad an tsolais caidéil le bandaleithead 79.3 nm, gintear an dara armónach le speictream leathan le bandaleithead de 28.3 nm (Fíor 2). Ina theannta sin, más féidir teicneolaíocht taiscí gaile ceimiceach a úsáid chun an teicneolaíocht aistrithe tirim a athsholáthar sa staidéar seo, agus is féidir níos lú sraitheanna de chriostail seiléiníde gailliam a fhás ar dhromchla snáithíní micrea-nana thar achair fhada, táthar ag súil leis an dara éifeachtacht chomhshó armónach. a fheabhsú tuilleadh.

FIG. 1 An dara córas giniúna armónach agus na torthaí i struchtúr uile-snáithín

Fíor 2 Meascadh iltonnfhad agus armónach dara speictream leathan faoi chaidéalú leanúnach optúil