Brosnachadh dàrna co-sheirm ann an speactram farsaing

Brosnachadh dàrna co-sheirm ann an speactram farsaing

Bho chaidh buaidhean optigeach neo-loidhneach dàrna-òrdugh a lorg anns na 1960an, tha seo air ùidh mhòr a thogail am measg luchd-rannsachaidh, agus gu ruige seo, stèidhichte air an dàrna co-sheirm, agus buaidhean tricead, tha iad air a bhith a’ toirt a-mach bhon chòmhlan ultraviolet fìor mhòr chun chòmhlan infridhearg fada.leusairean, a bhrosnaich leasachadh laser gu mòr,optaigeachgiullachd fiosrachaidh, ìomhaighean microscopach àrd-rèiteachaidh agus raointean eile. A rèir neo-loidhneachoptaigAgus teòiridh polarachaidh, tha buaidh optigeach neo-loidhneach òrdugh cothromach ceangailte gu dlùth ri co-chothromachd criostail, agus chan eil an co-èifeachd neo-loidhneach neoni a-mhàin ann am meadhanan co-chothromach neo-mheadhanach. Mar a’ bhuaidh neo-loidhneach dàrna òrdugh as bunaitiche, tha na dàrna co-sheirm a’ cur bacadh mòr air an gineadh agus an cleachdadh èifeachdach ann an snàithleach grian-chlach air sgàth an cruth neo-chruthach agus co-chothromachd an tionndaidh mheadhain. An-dràsta, faodaidh dòighean polarachaidh (polarachadh optigeach, polarachadh teirmeach, polarachadh raon dealain) co-chothromachd tionndaidh meadhan stuthan snàithleach optigeach a sgrios gu saorga, agus neo-loidhneachd dàrna òrdugh snàithleach optigeach a leasachadh gu h-èifeachdach. Ach, tha feum aig an dòigh seo air teicneòlas ullachaidh iom-fhillte agus dùbhlanach, agus chan urrainn dha coinneachadh ach ris na cumhaichean maidseadh ìre-cheàrnach aig tonnan-fada fa leth. Tha fàinne ath-shondach an t-snàithleach optigeach stèidhichte air modh balla mac-talla a’ cuingealachadh brosnachadh speactram farsaing an dàrna co-sheirm. Le bhith a’ briseadh co-chothromachd structar uachdar an t-snàithleach, tha na dàrna co-sheirm uachdar anns an t-snàithleach structar sònraichte air an neartachadh gu ìre àraidh, ach tha iad fhathast an urra ri cuisle pumpa femtosecond le cumhachd mullaich glè àrd. Mar sin, is e gineadh bhuaidhean optigeach neo-loidhneach dàrna-òrdugh ann an structaran uile-snàithleach agus leasachadh èifeachdas tionndaidh, gu sònraichte gineadh dàrna harmonics speactram farsaing ann am pumpadh optigeach leantainneach cumhachd ìosal, na prìomh dhuilgheadasan a dh’ fheumar fhuasgladh ann an raon optaig snàithleach neo-loidhneach agus innealan, agus tha cudrom saidheansail cudromach agus luach tagraidh farsaing aca.

Tha sgioba rannsachaidh ann an Sìona air sgeama amalachaidh ìre criostail gallium selenide sreathanach a mholadh le snàithleach meanbh-nano. Le bhith a’ gabhail brath air neo-loidhneachd àrd dàrna-òrdugh agus òrdachadh fad-raoin criostalan gallium selenide, tha pròiseas brosnachaidh dàrna-harmonic speactram farsaing agus tionndadh ioma-tricead air an toirt gu buil, a’ toirt seachad fuasgladh ùr airson leasachadh phròiseasan ioma-pharaimeadrach ann am snàithleach agus ullachadh dàrna-harmonic leathan-bann.stòran solaisTha brosnachadh èifeachdach an dàrna co-sheirm agus buaidh tricead suim anns an sgeama an urra gu ìre mhòr air na trì prìomh chumhachan a leanas: an astar eadar-obrachaidh fada eadar solas agus stuth eadar selenide gallium agussnàithleach meanbh-nano, tha an neo-loidhneachd àrd dàrna-òrdugh agus òrdugh fad-raoin den chriostal gallium selenide sreathanach, agus na cumhaichean maidseadh ìre den tricead bunaiteach agus modh dùblachadh tricead air an coinneachadh.

Anns an deuchainn, tha sgìre còn èideadh aig an t-snàithleach micro-nano a chaidh ullachadh leis an t-siostam tapering sganaidh lasair ann an òrdugh millimeatair, a bheir seachad fad gnìomh neo-loidhneach fada airson solas a’ phumpaidh agus an dàrna tonn harmonic. Tha polarizability neo-loidhneach dàrna òrdugh a’ chriostail gallium selenide amalaichte nas àirde na 170 pm/V, a tha mòran nas àirde na polarizability neo-loidhneach intreach an t-snàithleach optigeach. A bharrachd air an sin, tha structar òrdaichte fad-raoin a’ chriostail gallium selenide a’ dèanamh cinnteach à eadar-theachd ìre leantainneach an dàrna harmonics, a’ toirt làn chluich do bhuannachd an fhaid gnìomh neo-loidhneach mhòir anns an t-snàithleach micro-nano. Nas cudromaiche, tha am maidseadh ìre eadar modh bunaiteach optigeach pumpaidh (HE11) agus an dàrna modh àrd òrdugh harmonic (EH11, HE31) air a choileanadh le bhith a’ cumail smachd air trast-thomhas a’ chòn agus an uairsin a’ riaghladh sgaoileadh an treòraiche tonn rè ullachadh an t-snàithleach micro-nano.

Tha na cumhaichean gu h-àrd a’ leagail a’ bhunait airson brosnachadh èifeachdach is leathann-bann de dhàrna co-sheirm ann am micro-nanofiber. Tha an deuchainn a’ sealltainn gum faodar toradh dàrna co-sheirm aig ìre nanowatt a choileanadh fon phump laser cuisle picosecond 1550 nm, agus gum faodar na dàrna co-sheirm a bhrosnachadh gu h-èifeachdach cuideachd fon phump laser leantainneach den aon tonn-fhaid, agus tha cumhachd na stairsnich cho ìosal ri grunn cheudan microwatts (Figear 1). A thuilleadh air sin, nuair a thèid solas a’ phump a leudachadh gu trì tonnan-fhaid eadar-dhealaichte de laser leantainneach (1270/1550/1590 nm), chithear trì dàrna co-sheirm (2w1, 2w2, 2w3) agus trì comharran suim tricead (w1+w2, w1+w3, w2+w3) aig gach aon de na sia tonnan-fhaid tionndaidh tricead. Le bhith a’ cur stòr solais dà-ode sgaoilidh solais ultra-radiant (SLED) an àite solas a’ phump le leud-bann de 79.3 nm, thèid dàrna co-sheirm speactram-leathann le leud-bann de 28.3 nm a chruthachadh (Figear 2). A bharrachd air an sin, ma ghabhas teicneòlas tasgadh smùid ceimigeach a chleachdadh gus an teicneòlas gluasaid thioram a chur an àite san sgrùdadh seo, agus ma ghabhas nas lugha de shreathan de chriostalan gallium selenide fhàs air uachdar snàithleach micro-nano thairis air astaran fada, thathar an dùil gun tèid èifeachdas tionndaidh an dàrna harmonic a leasachadh tuilleadh.

FIG. 1 Siostam ginealach an dàrna co-sheirm agus toraidhean ann an structar làn-shnàithleach

Figear 2 Measgachadh ioma-thonnfhaid agus dàrna co-sheirm speactram farsaing fo phumpadh optaigeach leantainneach