Spreagadh dara armónach i speictream leathan

Spreagadh dara armónach i speictream leathan

Ó aimsíodh éifeachtaí optúla neamhlíneacha dara hord sna 1960idí, tá spéis mhór mhúscailt i measc taighdeoirí, agus go dtí seo, bunaithe ar an dara armónach, agus éifeachtaí minicíochta, tá siad tar éis teacht ón mbanda ultraivialait mhór go dtí an banda infridhearg i bhfad i gcéin.léasair, chuir sé go mór le forbairt léasair,optúilpróiseáil faisnéise, íomháú micreascópach ardtaifigh agus réimsí eile. De réir neamhlíneachoptaicagus teoiric na polaraithe, tá an éifeacht optúil neamhlíneach ord cothrom dlúthbhainteach le siméadracht criostail, agus ní bhíonn an chomhéifeacht neamhlíneach nialasach ach amháin i meáin shiméadracha inbhéartaithe neamhlárnacha. Mar an éifeacht neamhlíneach dara ord is bunúsaí, cuireann na dara harmóinigh bac mór ar a nginiúint agus a n-úsáid éifeachtach i snáithín grianchloch mar gheall ar an bhfoirm neamhchruthach agus siméadracht an inbhéartaithe lárnaigh. Faoi láthair, is féidir le modhanna polaraithe (polarú optúil, polarú teirmeach, polarú réimse leictrigh) siméadracht inbhéartaithe lárnaigh ábhair snáithín optúil a scriosadh go saorga, agus neamhlíneacht dara ord snáithín optúil a fheabhsú go héifeachtach. Mar sin féin, éilíonn an modh seo teicneolaíocht ullmhúcháin chasta agus dian, agus ní féidir leis ach na coinníollacha meaitseála cuasi-chéime a chomhlíonadh ag tonnfhaid scoite. Cuireann an fáinne athshondais snáithín optúil atá bunaithe ar an modh balla macalla teorainn le spreagadh speictrim leathan na dara harmóinigh. Trí shiméadracht struchtúr dromchla an tsnáithín a bhriseadh, feabhsaítear na dara harmóinigh dromchla sa snáithín struchtúr speisialta go pointe áirithe, ach braitheann siad fós ar chuisle caidéil femtosoicind le buaicchumhacht an-ard. Dá bhrí sin, is iad giniúint éifeachtaí optúla neamhlíneacha dara hord i struchtúir uile-shnáithíneacha agus feabhas a chur ar éifeachtúlacht chomhshó, go háirithe giniúint dara armónach leathan-speictrim i gcaidéalú optúil leanúnach ísealchumhachta, na fadhbanna bunúsacha a chaithfear a réiteach i réimse na snáithíní optúla agus na bhfeistí neamhlíneacha, agus tá tábhacht eolaíoch thábhachtach agus luach feidhmchláir leathan acu.

Tá scéim chomhtháthaithe céime criostail seiléiníde ghailliam srathach molta ag foireann taighde sa tSín le micrea-nana-snáithín. Trí leas a bhaint as an neamhlíneacht ard dara ord agus an t-ordú fadraoin atá ag criostail seiléiníde ghailliam, baintear amach próiseas spreagtha dara armónach leathan-speictrim agus próiseas comhshó il-minicíochta, rud a sholáthraíonn réiteach nua chun próisis ilpharaiméadracha i snáithín a fheabhsú agus chun dara armónach leathanbhanda a ullmhú.foinsí solaisBraitheann an spreagadh éifeachtach ar an dara harmónach agus ar éifeacht minicíochta suime sa scéim go príomha ar na trí choinníoll seo a leanas: an fad idirghníomhaíochta fada idir solas agus ábhar idir seiléiníd ghailliam agusmicrea-nana-snáithín, comhlíontar an neamhlíneacht ard dara ord agus an t-ord fadraoin den chriostal seiléiníde ghailliam srathach, agus na coinníollacha meaitseála céime den mhinicíocht bhunúsach agus den mhodh dúblála minicíochta.

Sa turgnamh, tá réigiún cóin aonfhoirmeach san ord milliméadar ag an snáithín micrea-nana a ullmhaíodh leis an gcóras barrchaolaithe scanadh lasrach, rud a sholáthraíonn fad gníomhaíochta neamhlíneach fada don solas caidéil agus don dara tonn armónach. Tá polaraitheacht neamhlíneach dara hord an chriostail seiléiníde ghailliam comhtháite níos mó ná 170 pm/V, atá i bhfad níos airde ná polaraitheacht neamhlíneach intreach an tsnáithín optúil. Thairis sin, cinntíonn struchtúr ordaithe fadraoin an chriostail seiléiníde ghailliam cur isteach céime leanúnach na dara harmónach, rud a thugann lánleas do bhuntáiste an fhad gníomhaíochta neamhlíneach mhóir sa snáithín micrea-nana. Níos tábhachtaí fós, baintear amach an meaitseáil céime idir an modh bonn optúil caidéil (HE11) agus an dara modh ard-ord armónach (EH11, HE31) trí thrastomhas an chóin a rialú agus ansin scaipeadh an treorthonnta a rialáil le linn ullmhú an tsnáithín micrea-nana.

Leagann na coinníollacha thuas an dúshraith le haghaidh spreagadh éifeachtach agus leathanbhanda na dara harmónach i micrea-nana-snáithín. Léiríonn an turgnamh gur féidir aschur na dara harmónach ag an leibhéal nana-vata a bhaint amach faoin gcaidéal léasair cuisle piciseicind 1550 nm, agus gur féidir na dara harmónaigh a spreagadh go héifeachtúil freisin faoin gcaidéal léasair leanúnach den tonnfhad céanna, agus tá an chumhacht tairsí chomh híseal le roinnt céad micrea-vata (Fíor 1). Ina theannta sin, nuair a shíntear an solas caidéil go trí thonnfhad éagsúla de léasar leanúnach (1270/1550/1590 nm), breathnaítear trí dhara harmónach (2w1, 2w2, 2w3) agus trí chomhartha suime minicíochta (w1+w2, w1+w3, w2+w3) ag gach ceann de na sé thonnfhad comhshó minicíochta. Trí sholas an chaidéil a athsholáthar le foinse solais dé-óid astaithe solais ultra-radanta (SLED) le bandaleithead de 79.3 nm, gintear dara harmónach leathanspeictrim le bandaleithead de 28.3 nm (Fíor 2). Ina theannta sin, má úsáidtear teicneolaíocht taiscthe gaile ceimicigh in ionad na teicneolaíochta aistrithe tirime sa staidéar seo, agus má fhástar níos lú sraitheanna de chriostail seiléiníde ghailliam ar dhromchla snáithín micrea-nana thar achair fhada, meastar go bhfeabhsófar an dara héifeachtúlacht chomhshó armónach tuilleadh.

FÍG. 1 Córas giniúna dara armónach agus torthaí struchtúr uile-shnáithíneach

Fíor 2 Meascadh iltonnfhaid agus dara harmónaigh speictrim leathan faoi phumpáil optúil leanúnach