広いスペクトルでの2番目の高調波の励起
1960年代に2次非線形の光学効果が発見されて以来、これまでのところ、2番目の高調波と周波数の効果に基づいて、研究者の幅広い関心が喚起されて以来、極端な紫外線からの極端な赤外線バンドまで生成されました。レーザー、レーザーの開発を大いに促進しました、光学情報処理、高解像度の顕微鏡イメージングおよびその他の分野。非線形によると光学また、偏光理論では、均等な非線形光学効果は結晶対称性と密接に関連しており、非線形係数は非中央反転対称媒体でのみゼロではありません。最も基本的な2次非線形効果として、2番目の高調波は、アモルファス形態と中心反転の対称性のために、石英繊維での生成と効果的な使用を大いに妨げます。現在、偏光法（光偏光、熱偏光、電界分極）は、光ファイバーの材料中心反転の対称性を人為的に破壊し、光ファイバーの2次非線形性を効果的に改善することができます。ただし、この方法には複雑で要求の厳しい準備技術が必要であり、個別の波長での準期の一致条件のみを満たすことができます。エコーウォールモードに基づく光ファイバー共鳴リングは、2番目の高調波の広いスペクトル励起を制限します。繊維の表面構造の対称性を破壊することにより、特別な構造繊維の表面2倍の高調波はある程度強化されますが、非常に高いピーク電力を備えたフェムト秒ポンプパルスに依存します。したがって、全繊維構造における二次非線形の光学効果の生成と変換効率の改善、特に低能力の連続光ポンプにおけるワイドスペクトルの第2高調波の生成は、非線形光学およびデバイスの分野で解決する必要がある基本的な問題であり、重要な科学的有意性と幅広い同用価値を持っています。
中国の研究チームは、マイクロナノファイバーを使用した層状のセレン化物結晶相統合スキームを提案しました。ガリウムセレン化結晶の高い2次非線形性と長距離順序を活用することにより、広いスペクトルの第2調子の励起と多頻度変換プロセスが実現され、繊維のマルチパラメトリックプロセスの強化とブロードバンドの第2ハーモニック語の調製のための新しいソリューションを提供します。光源。スキームの2番目の高調波と合計頻度効果の効率的な励起は、主に次の3つの重要な条件に依存します。マイクロナノファイバー、層状ガリウムセレン化物結晶の高い2次非線形性と長距離順序、および基本周波数と周波数倍数モードの位相マッチング条件が満たされています。
実験では、火炎スキャンテーリングシステムによって調製されたマイクロナノファイバーには、ミリメートルの順に均一な円錐領域があり、これはポンプ光と2番目の高調波に長い非線形作用長を提供します。積分ガリウムセレン化物結晶の2次非線形偏光は170 pm/vを超えており、これは光ファイバーの固有の非線形偏光よりもはるかに高い。さらに、セレニド結晶ガリウムの長距離秩序構造により、2番目の高調波の連続位相干渉が保証され、マイクロナノファイバーの大きな非線形作用長の利点があります。さらに重要なことに、ポンプ光学ベースモード（HE11）と2番目の高調波モード（EH11、HE31）の間の位相は、円錐直径を制御し、マイクロナノ繊維の調製中に導波路分散を調節することで実現されます。
上記の条件は、マイクロナノファイバーの2番目の高調波の効率的かつワイドバンド励起の基礎を築きます。この実験は、ナノワットレベルでの2番目の高調波の出力が1550 nmのピコ秒パルスレーザーポンプの下で達成できることを示しており、2番目の高調波は同じ波長の連続レーザーポンプの下で効率的に励起され、しきい値は数百マイクロワットです（図1）。さらに、ポンプ光が連続レーザーの3つの異なる波長（1270/1550/1590 nm）、3つの2秒の高調波（2W1、2W2、2W3）および3つの合計周波数信号（W1+W2、W1+W3、W2+W3）に伸びると、6つの周波数変換波長のそれぞれで観察されます。ポンプライトを超放射性発光ダイオード（SLED）光源を79.3 nmの帯域幅に置き換えることにより、28.3 nmの帯域幅を持つワイドスペクトルの2番目の高調波が生成されます（図2）。さらに、この研究のドライトランスファーテクノロジーを置き換えるために化学蒸気堆積技術を使用できる場合、長距離にわたってマイクロナノファイバーの表面でセレン化物結晶の層を増やすことができる場合、2番目の高調波変換効率がさらに改善されると予想されます。
イチジク。 1番目の高調波生成システムとすべての繊維構造になります
図2連続光ポンピングの下での多波長混合とワイドスペクトルのセカンドハーモニクス
投稿時間：5月20日