وسیع سپیکٹرم میں دوسرے ہارمونکس کا جوش

وسیع سپیکٹرم میں دوسرے ہارمونکس کا جوش

1960 کی دہائی میں دوسرے درجے کے نان لائنر آپٹیکل اثرات کی دریافت کے بعد سے، محققین کی وسیع دلچسپی پیدا ہوئی ہے، اب تک، دوسرے ہارمونک، اور فریکوئنسی اثرات کی بنیاد پر، انتہائی الٹرا وایلیٹ سے لے کر دور اورکت والے بینڈ تک پیدا ہوئے ہیں۔لیزرلیزر کی ترقی کو بہت فروغ دیا،نظریانفارمیشن پروسیسنگ، ہائی ریزولوشن مائکروسکوپک امیجنگ اور دیگر فیلڈز۔ نان لائنر کے مطابقآپٹکساور پولرائزیشن تھیوری، ایون آرڈر نان لائنر آپٹیکل اثر کا کرسٹل سمیٹری سے گہرا تعلق ہے، اور نان لائنر گتانک صفر نہیں ہے صرف نان سنٹرل انورسیشن سمیٹری میڈیا میں۔ سب سے بنیادی سیکنڈ آرڈر نان لائنر اثر کے طور پر، دوسری ہارمونکس بے ترتیب شکل اور مرکز کے الٹ جانے کی ہم آہنگی کی وجہ سے کوارٹج فائبر میں اپنی نسل اور موثر استعمال میں بہت زیادہ رکاوٹ ڈالتی ہے۔ فی الحال، پولرائزیشن کے طریقے (آپٹیکل پولرائزیشن، تھرمل پولرائزیشن، الیکٹرک فیلڈ پولرائزیشن) آپٹیکل فائبر کے میٹریل سینٹر کے الٹ جانے کی ہم آہنگی کو مصنوعی طور پر تباہ کر سکتے ہیں، اور آپٹیکل فائبر کے دوسرے آرڈر کی نان لائنیرٹی کو مؤثر طریقے سے بہتر بنا سکتے ہیں۔ تاہم، اس طریقہ کار کے لیے پیچیدہ اور مطلوبہ تیاری کی ٹیکنالوجی کی ضرورت ہوتی ہے، اور یہ صرف مجرد طول موج پر نیم فیز مماثلت کے حالات کو پورا کر سکتا ہے۔ ایکو وال موڈ پر مبنی آپٹیکل فائبر گونجنے والی انگوٹی دوسرے ہارمونکس کے وسیع اسپیکٹرم جوش کو محدود کرتی ہے۔ فائبر کی سطح کے ڈھانچے کی ہم آہنگی کو توڑنے سے، خاص ڈھانچہ فائبر میں سطح کی دوسری ہارمونکس کو ایک خاص حد تک بڑھایا جاتا ہے، لیکن پھر بھی بہت زیادہ چوٹی کی طاقت کے ساتھ فیمٹوسیکنڈ پمپ پلس پر منحصر ہوتا ہے۔ لہذا، تمام فائبر ڈھانچے میں دوسرے درجے کے نان لائنر آپٹیکل اثرات کی تخلیق اور تبادلوں کی کارکردگی میں بہتری، خاص طور پر کم طاقت میں وسیع اسپیکٹرم سیکنڈ ہارمونکس کی پیداوار، مسلسل آپٹیکل پمپنگ، وہ بنیادی مسائل ہیں جنہیں نان لائنر فائبر آپٹکس اور آلات کے میدان میں حل کرنے کی ضرورت ہے، اور ان کی سائنسی اہمیت اور وسیع اطلاق کی اہمیت ہے۔

چین میں ایک تحقیقی ٹیم نے مائیکرو نینو فائبر کے ساتھ تہہ دار گیلیم سیلینائیڈ کرسٹل فیز انٹیگریشن اسکیم تجویز کی ہے۔ گیلیم سیلینائیڈ کرسٹل کے اعلیٰ سیکنڈ آرڈر کی نان لائنیرٹی اور لمبی رینج آرڈرنگ کا فائدہ اٹھاتے ہوئے، ایک وسیع اسپیکٹرم سیکنڈ ہارمونک ایکسائٹیشن اور ملٹی فریکوئنسی کنورژن کے عمل کا احساس ہوتا ہے، جو فائبر میں ملٹی پیرامیٹرک عمل کو بڑھانے اور براڈ بینڈ سیکنڈ ہارمونک کی تیاری کے لیے ایک نیا حل فراہم کرتا ہے۔روشنی کے ذرائع. اسکیم میں دوسرے ہارمونک اور سم فریکوئنسی اثر کی موثر حوصلہ افزائی بنیادی طور پر درج ذیل تین اہم شرائط پر منحصر ہے: گیلیم سیلینائڈ اور کے درمیان طویل روشنی مادے کے تعامل کا فاصلہ۔مائیکرو نینو فائبر، تہہ دار گیلیم سیلینائڈ کرسٹل کا اعلی سیکنڈ آرڈر نان لائنیرٹی اور لانگ رینج آرڈر، اور بنیادی فریکوئنسی اور فریکوئنسی ڈبلنگ موڈ کے فیز میچنگ حالات مطمئن ہیں۔

تجربے میں، شعلہ سکیننگ ٹیپرنگ سسٹم کے ذریعے تیار کردہ مائیکرو نینو فائبر میں ملی میٹر کی ترتیب میں ایک یکساں شنک خطہ ہے، جو پمپ لائٹ اور دوسری ہارمونک لہر کے لیے ایک طویل نان لائنر ایکشن کی لمبائی فراہم کرتا ہے۔ انٹیگریٹڈ گیلیم سیلینائیڈ کرسٹل کی دوسری ترتیب کی نان لائنر پولرائزیبلٹی 170 pm/V سے زیادہ ہے، جو آپٹیکل فائبر کی اندرونی نان لائنر پولرائزیبلٹی سے بہت زیادہ ہے۔ مزید برآں، گیلیم سیلینائیڈ کرسٹل کا طویل فاصلے تک ترتیب دیا گیا ڈھانچہ دوسرے ہارمونکس کے مسلسل مرحلے میں مداخلت کو یقینی بناتا ہے، جس سے مائیکرو نینو فائبر میں بڑی نان لائنر ایکشن لمبائی کا فائدہ ہوتا ہے۔ مزید اہم بات یہ ہے کہ پمپنگ آپٹیکل بیس موڈ (HE11) اور دوسرے ہارمونک ہائی آرڈر موڈ (EH11, HE31) کے درمیان مرحلے کی مماثلت کو کونی ڈائی میٹر کو کنٹرول کرکے اور پھر مائیکرو نینو فائبر کی تیاری کے دوران ویو گائیڈ ڈسپریشن کو ریگولیٹ کرکے محسوس کیا جاتا ہے۔

مندرجہ بالا حالات مائیکرو نینو فائبر میں دوسرے ہارمونکس کے موثر اور وسیع بینڈ جوش کی بنیاد رکھتے ہیں۔ تجربے سے پتہ چلتا ہے کہ نینو واٹ کی سطح پر دوسرے ہارمونکس کی پیداوار 1550 nm picosecond پلس لیزر پمپ کے تحت حاصل کی جا سکتی ہے، اور دوسری ہارمونکس کو بھی اسی طول موج کے مسلسل لیزر پمپ کے تحت موثر طریقے سے پرجوش کیا جا سکتا ہے، اور حد کی طاقت کئی سو مائیکرو واٹس (تصویر 1) سے کم ہے۔ مزید، جب پمپ لائٹ کو مسلسل لیزر کی تین مختلف طول موجوں تک بڑھایا جاتا ہے (1270/1550/1590 nm)، تین سیکنڈ ہارمونکس (2w1, 2w2, 2w3) اور تین سم فریکوئنسی سگنلز (w1+w2, w1+w3, w2+w3) ہر چھ لہروں کی تعدد کی تعدد میں دیکھے جاتے ہیں۔ پمپ لائٹ کو الٹرا ریڈینٹ لائٹ ایمیٹنگ ڈائیوڈ (SLED) لائٹ سورس کے ساتھ 79.3 nm کی بینڈوتھ کے ساتھ تبدیل کرنے سے، 28.3 nm کی بینڈوتھ کے ساتھ ایک وسیع اسپیکٹرم سیکنڈ ہارمونک پیدا ہوتا ہے (شکل 2)۔ اس کے علاوہ، اگر اس مطالعے میں خشک منتقلی ٹیکنالوجی کو تبدیل کرنے کے لیے کیمیائی بخارات جمع کرنے والی ٹیکنالوجی کا استعمال کیا جا سکتا ہے، اور طویل فاصلے پر مائیکرو نینو فائبر کی سطح پر گیلیم سیلینائیڈ کرسٹل کی کم تہوں کو اگایا جا سکتا ہے، تو دوسری ہارمونک تبدیلی کی کارکردگی میں مزید بہتری کی توقع ہے۔

انجیر۔ 1 دوسرا ہارمونک جنریشن سسٹم اور اس کے نتیجے میں تمام فائبر ڈھانچہ

شکل 2 ملٹی ویو لینتھ مکسنگ اور وسیع اسپیکٹرم سیکنڈ ہارمونکس مسلسل آپٹیکل پمپنگ کے تحت