ការរំភើបនៃអាម៉ូនិកទីពីរនៅក្នុងវិសាលគមធំទូលាយ

ការរំភើបនៃអាម៉ូនិកទីពីរនៅក្នុងវិសាលគមធំទូលាយ

ចាប់តាំងពីការរកឃើញនៃឥទ្ធិពលអុបទិកដែលមិនមែនជាលីនេអ៊ែរលំដាប់ទីពីរនៅក្នុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1960 បានធ្វើឱ្យមានការចាប់អារម្មណ៍យ៉ាងទូលំទូលាយរបស់អ្នកស្រាវជ្រាវមកទល់ពេលនេះ ដោយផ្អែកលើឥទ្ធិពលអាម៉ូនិកទីពីរ និងប្រេកង់ដែលផលិតពីអ៊ុលត្រាវីយូឡេខ្លាំងទៅក្រុមអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដឆ្ងាយ។ឡាស៊ែរជំរុញការអភិវឌ្ឍនៃឡាស៊ែរយ៉ាងខ្លាំង,អុបទិកដំណើរការព័ត៌មាន ការថតរូបភាពមីក្រូទស្សន៍មានគុណភាពបង្ហាញខ្ពស់ និងវិស័យផ្សេងៗទៀត។ នេះបើយោងតាម ​​nonlinearអុបទិកនិងទ្រឹស្តីបន្ទាត់រាងប៉ូល ឥទ្ធិពលអុបទិកគ្មានលីនេអ៊ែរតាមលំដាប់លំដោយគឺទាក់ទងយ៉ាងជិតស្និទ្ធទៅនឹងស៊ីមេទ្រីគ្រីស្តាល់ ហើយមេគុណដែលមិនមែនជាលីនេអ៊ែរគឺមិនមែនសូន្យតែនៅក្នុងប្រព័ន្ធផ្សព្វផ្សាយស៊ីមេទ្រីបញ្ច្រាសមិនកណ្តាលប៉ុណ្ណោះ។ ក្នុងនាមជាឥទ្ធិពល nonlinear លំដាប់ទីពីរជាមូលដ្ឋានបំផុត អាម៉ូនិកទីពីររារាំងយ៉ាងខ្លាំងដល់ជំនាន់របស់ពួកគេ និងការប្រើប្រាស់ប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពនៅក្នុងសរសៃរ៉ែថ្មខៀវ ដោយសារតែទម្រង់អាម៉ូនិក និងស៊ីមេទ្រីនៃការបញ្ច្រាសកណ្តាល។ នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ វិធីសាស្ត្រប៉ូឡារីសៀ (ប៉ូលអុបទិក ប៉ូឡារីហ្សីបកំដៅ ប៉ូឡារីសៀ វាលអគ្គិសនី) អាចបំផ្លាញដោយសិប្បនិម្មិតនូវភាពស៊ីមេទ្រីនៃការបញ្ច្រាស់កណ្តាលនៃសរសៃអុបទិក ហើយធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពគ្មានលីនេអ៊ែរលំដាប់ទីពីរនៃសរសៃអុបទិក។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ វិធីសាស្រ្តនេះតម្រូវឱ្យមានបច្ចេកវិជ្ជារៀបចំដ៏ស្មុគស្មាញ និងទាមទារ ហើយអាចបំពេញលក្ខខណ្ឌនៃការផ្គូផ្គង quasi-phase នៅរលកចម្ងាយដាច់ពីគ្នា។ សង្វៀនអុបទិកអុបទិកដែលផ្អែកលើរបៀបជញ្ជាំងអេកូកំណត់ការរំភើបនៃវិសាលគមធំទូលាយនៃអាម៉ូនិកទីពីរ។ ដោយការបំបែកស៊ីមេទ្រីនៃរចនាសម្ព័ន្ធផ្ទៃនៃជាតិសរសៃ ផ្ទៃអាម៉ូនិកទីពីរនៅក្នុងសរសៃរចនាសម្ព័ន្ធពិសេសត្រូវបានពង្រឹងក្នុងកម្រិតជាក់លាក់មួយ ប៉ុន្តែនៅតែពឹងផ្អែកលើជីពចរបូម femtosecond ជាមួយនឹងថាមពលកំពូលខ្ពស់។ ដូច្នេះ ការបង្កើតបែបផែនអុបទិកដែលមិនមែនជាលីនេអ៊ែរលំដាប់ទីពីរនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធសរសៃទាំងអស់ និងការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនៃប្រសិទ្ធភាពនៃការបំប្លែង ជាពិសេសការបង្កើតអាម៉ូនិកទីពីរធំទូលាយនៅក្នុងថាមពលទាប ការបូមអុបទិកជាបន្តបន្ទាប់ គឺជាបញ្ហាមូលដ្ឋានដែលត្រូវដោះស្រាយ។ នៅក្នុងវិស័យនៃ fiber optics និងឧបករណ៍ដែលមិនមែនជាលីនេអ៊ែរ ហើយមានសារៈសំខាន់ផ្នែកវិទ្យាសាស្ត្រ និងតម្លៃកម្មវិធីធំទូលាយ។

ក្រុមស្រាវជ្រាវមួយនៅក្នុងប្រទេសចិនបានស្នើគម្រោងការរួមបញ្ចូលដំណាក់កាលគ្រីស្តាល់ gallium selenide ជាមួយនឹងមីក្រូណាណូ។ តាមរយៈការទាញយកអត្ថប្រយោជន៍ពីភាពមិនលីនេអ៊ែរលំដាប់ទីពីរខ្ពស់ និងលំដាប់ជួរវែងនៃគ្រីស្តាល់ gallium selenide ដំណើរការបំប្លែងអាម៉ូនិកទីពីរវិសាលគមធំទូលាយ និងដំណើរការបំប្លែងច្រើនហ្វ្រេកង់ត្រូវបានសម្រេច ដោយផ្តល់នូវដំណោះស្រាយថ្មីសម្រាប់ការពង្រឹងដំណើរការពហុប៉ារ៉ាម៉ែត្រនៅក្នុង ជាតិសរសៃ និងការរៀបចំ broadband second-harmonicប្រភពពន្លឺ. ការរំជើបរំជួលប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពនៃឥទ្ធិពលប្រេកង់អាម៉ូនិកទីពីរ និងផលបូកនៅក្នុងគ្រោងការណ៍នេះ ពឹងផ្អែកជាចម្បងលើលក្ខខណ្ឌសំខាន់ៗចំនួនបីខាងក្រោម៖ ចម្ងាយអន្តរកម្មនៃរូបធាតុពន្លឺដ៏វែងរវាងហ្គាលីយ៉ូម សេលេនីត និងមីក្រូណាណូហ្វាយប័រភាពមិនលីនេអ៊ែរលំដាប់ទីពីរខ្ពស់ និងលំដាប់ជួរវែងនៃស្រទាប់គ្រីស្តាល់ gallium selenide ហើយលក្ខខណ្ឌនៃការផ្គូផ្គងដំណាក់កាលនៃប្រេកង់មូលដ្ឋាន និងប្រេកង់ទ្វេដងគឺពេញចិត្ត។

នៅក្នុងការពិសោធន៍ សរសៃមីក្រូណាណូដែលរៀបចំដោយប្រព័ន្ធស្កែនអណ្តាតភ្លើង មានតំបន់កោណឯកសណ្ឋានក្នុងលំដាប់មីលីម៉ែត្រ ដែលផ្តល់នូវប្រវែងសកម្មភាពមិនលីនេអ៊ែរវែងសម្រាប់ពន្លឺបូម និងរលកអាម៉ូនិកទីពីរ។ ភាពអាចបត់បែនបានតាមបន្ទាត់រាងប៉ូលទីពីរនៃគ្រីស្តាល់ gallium selenide រួមបញ្ចូលគ្នាមានលើសពី 170 pm/V ដែលខ្ពស់ជាងភាពរាងប៉ូលដែលមិនមែនជាលីនេអ៊ែរខាងក្នុងនៃសរសៃអុបទិក។ លើសពីនេះទៅទៀត រចនាសម្ព័ន្ធលំដាប់ជួរវែងនៃគ្រីស្តាល់ gallium selenide ធានានូវការជ្រៀតជ្រែកដំណាក់កាលបន្តនៃអាម៉ូនិកទីពីរ ដោយផ្តល់នូវការលេងពេញលេញដល់អត្ថប្រយោជន៍នៃប្រវែងសកម្មភាពមិនលីនេអ៊ែរដ៏ធំនៅក្នុងមីក្រូ-ណាណូសរសៃ។ សំខាន់ជាងនេះទៅទៀត ការផ្គូផ្គងដំណាក់កាលរវាងទម្រង់មូលដ្ឋានអុបទិកបូម (HE11) និងរបៀបលំដាប់ខ្ពស់អាម៉ូនិកទីពីរ (EH11, HE31) ត្រូវបានដឹងដោយការគ្រប់គ្រងអង្កត់ផ្ចិតកោណ ហើយបន្ទាប់មកគ្រប់គ្រងការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយនៃរលកសញ្ញាអំឡុងពេលរៀបចំមីក្រូណាណូហ្វាយបឺ។

លក្ខខណ្ឌខាងលើដាក់មូលដ្ឋានគ្រឹះសម្រាប់ការរំភើបចិត្តប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព និងទូលំទូលាយនៃអាម៉ូនិកទីពីរនៅក្នុងមីក្រូ-ណាណូហ្វាយបឺ។ ការពិសោធន៍បង្ហាញថាទិន្នផលអាម៉ូនិកទីពីរនៅកម្រិតណាណូវ៉ាត់អាចសម្រេចបាននៅក្រោមម៉ាស៊ីនបូមឡាស៊ែរជីពចរ 1550 nm picosecond ហើយអាម៉ូនិកទីពីរក៏អាចរំជើបរំជួលយ៉ាងមានប្រសិទ្ធភាពក្រោមស្នប់ឡាស៊ែរបន្តនៃរលកដូចគ្នា ហើយថាមពលកម្រិតគឺដូច ទាបដូចជារាប់រយមីក្រូវ៉ាត់ (រូបភាពទី 1) ។ លើសពីនេះទៀតនៅពេលដែលពន្លឺបូមត្រូវបានពង្រីកទៅរលកបីផ្សេងគ្នានៃឡាស៊ែរបន្ត (1270/1550/1590 nm), អាម៉ូនិកទីពីរបី (2w1, 2w2, 2w3) និងសញ្ញាប្រេកង់បូកបី (w1+w2, w1+w3, w2+ w3) ត្រូវបានគេសង្កេតឃើញនៅរលកបំប្លែងប្រេកង់ប្រាំមួយនីមួយៗ។ ដោយការជំនួសអំពូលបូមជាមួយនឹងប្រភពពន្លឺដែលបញ្ចេញពន្លឺជ្រុល (SLED) ដែលមានកម្រិតបញ្ជូន 79.3 nm អាម៉ូនិកទីពីរធំទូលាយដែលមានកម្រិតបញ្ជូន 28.3 nm ត្រូវបានបង្កើត (រូបភាពទី 2) ។ លើសពីនេះ ប្រសិនបើបច្ចេកវិជ្ជានៃការបញ្ចេញចំហាយគីមីអាចត្រូវបានប្រើដើម្បីជំនួសបច្ចេកវិជ្ជាផ្ទេរស្ងួតនៅក្នុងការសិក្សានេះ ហើយស្រទាប់គ្រីស្តាល់ Galium selenide កាន់តែតិចអាចត្រូវបានដាំដុះលើផ្ទៃនៃមីក្រូ-ណាណូហ្វាយប័រក្នុងរយៈចម្ងាយឆ្ងាយ ប្រសិទ្ធភាពនៃការបំប្លែងអាម៉ូនិកទីពីរត្រូវបានរំពឹងទុក។ ដើម្បីកែលម្អបន្ថែមទៀត។

រូបភព។ 1 ប្រព័ន្ធបង្កើតអាម៉ូនិកទីពីរ និងលទ្ធផលនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធសរសៃទាំងអស់។

រូបភាពទី 2 ការលាយពហុរលក និងអាម៉ូនិកទីពីរ វិសាលគមធំទូលាយ ក្រោមការបូមអុបទិកជាបន្តបន្ទាប់