ਇੱਕ ਵਿਸ਼ਾਲ ਸਪੈਕਟ੍ਰਮ ਵਿੱਚ ਦੂਜੇ ਹਾਰਮੋਨਿਕਸ ਦਾ ਉਤੇਜਨਾ

ਇੱਕ ਵਿਸ਼ਾਲ ਸਪੈਕਟ੍ਰਮ ਵਿੱਚ ਦੂਜੇ ਹਾਰਮੋਨਿਕਸ ਦਾ ਉਤੇਜਨਾ

1960 ਦੇ ਦਹਾਕੇ ਵਿੱਚ ਦੂਜੇ-ਕ੍ਰਮ ਦੇ ਗੈਰ-ਰੇਖਿਕ ਆਪਟੀਕਲ ਪ੍ਰਭਾਵਾਂ ਦੀ ਖੋਜ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਦੀ ਵਿਆਪਕ ਦਿਲਚਸਪੀ ਜਗਾਈ ਹੈ, ਹੁਣ ਤੱਕ, ਦੂਜੇ ਹਾਰਮੋਨਿਕ, ਅਤੇ ਬਾਰੰਬਾਰਤਾ ਪ੍ਰਭਾਵਾਂ ਦੇ ਅਧਾਰ ਤੇ, ਅਤਿਅੰਤ ਅਲਟਰਾਵਾਇਲਟ ਤੋਂ ਦੂਰ ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਬੈਂਡ ਤੱਕ ਪੈਦਾ ਹੋਇਆ ਹੈ।ਲੇਜ਼ਰ, ਲੇਜ਼ਰ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਨੂੰ ਬਹੁਤ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਕੀਤਾ,ਆਪਟੀਕਲਜਾਣਕਾਰੀ ਪ੍ਰੋਸੈਸਿੰਗ, ਉੱਚ-ਰੈਜ਼ੋਲੂਸ਼ਨ ਮਾਈਕ੍ਰੋਸਕੋਪਿਕ ਇਮੇਜਿੰਗ ਅਤੇ ਹੋਰ ਖੇਤਰ। ਗੈਰ-ਰੇਖਿਕ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰਆਪਟਿਕਸਅਤੇ ਧਰੁਵੀਕਰਨ ਸਿਧਾਂਤ, ਸਮ-ਕ੍ਰਮ ਗੈਰ-ਰੇਖਿਕ ਆਪਟੀਕਲ ਪ੍ਰਭਾਵ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਸਮਰੂਪਤਾ ਨਾਲ ਨੇੜਿਓਂ ਸੰਬੰਧਿਤ ਹੈ, ਅਤੇ ਗੈਰ-ਰੇਖਿਕ ਗੁਣਾਂਕ ਸਿਰਫ਼ ਗੈਰ-ਕੇਂਦਰੀ ਉਲਟਾ ਸਮਰੂਪ ਮੀਡੀਆ ਵਿੱਚ ਜ਼ੀਰੋ ਨਹੀਂ ਹੈ। ਸਭ ਤੋਂ ਬੁਨਿਆਦੀ ਦੂਜੇ-ਕ੍ਰਮ ਗੈਰ-ਰੇਖਿਕ ਪ੍ਰਭਾਵ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ, ਦੂਜਾ ਹਾਰਮੋਨਿਕਸ ਅਮੋਰਫਸ ਰੂਪ ਅਤੇ ਕੇਂਦਰ ਉਲਟਾ ਦੀ ਸਮਰੂਪਤਾ ਦੇ ਕਾਰਨ ਕੁਆਰਟਜ਼ ਫਾਈਬਰ ਵਿੱਚ ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਉਤਪਾਦਨ ਅਤੇ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਵਰਤੋਂ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਰੁਕਾਵਟ ਪਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਵਰਤਮਾਨ ਵਿੱਚ, ਧਰੁਵੀਕਰਨ ਵਿਧੀਆਂ (ਆਪਟੀਕਲ ਧਰੁਵੀਕਰਨ, ਥਰਮਲ ਧਰੁਵੀਕਰਨ, ਇਲੈਕਟ੍ਰਿਕ ਫੀਲਡ ਧਰੁਵੀਕਰਨ) ਆਪਟੀਕਲ ਫਾਈਬਰ ਦੇ ਪਦਾਰਥ ਕੇਂਦਰ ਉਲਟਾ ਦੀ ਸਮਰੂਪਤਾ ਨੂੰ ਨਕਲੀ ਤੌਰ 'ਤੇ ਨਸ਼ਟ ਕਰ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ, ਅਤੇ ਆਪਟੀਕਲ ਫਾਈਬਰ ਦੀ ਦੂਜੇ-ਕ੍ਰਮ ਗੈਰ-ਰੇਖਿਕਤਾ ਨੂੰ ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਢੰਗ ਨਾਲ ਸੁਧਾਰ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ। ਹਾਲਾਂਕਿ, ਇਸ ਵਿਧੀ ਲਈ ਗੁੰਝਲਦਾਰ ਅਤੇ ਮੰਗ ਕਰਨ ਵਾਲੀ ਤਿਆਰੀ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਹ ਸਿਰਫ ਡਿਸਕ੍ਰਿਟ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ 'ਤੇ ਅਰਧ-ਪੜਾਅ ਮੇਲ ਖਾਂਦੀਆਂ ਸਥਿਤੀਆਂ ਨੂੰ ਪੂਰਾ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਈਕੋ ਵਾਲ ਮੋਡ 'ਤੇ ਅਧਾਰਤ ਆਪਟੀਕਲ ਫਾਈਬਰ ਰੈਜ਼ੋਨੈਂਟ ਰਿੰਗ ਦੂਜੇ ਹਾਰਮੋਨਿਕਸ ਦੇ ਵਿਸ਼ਾਲ ਸਪੈਕਟ੍ਰਮ ਉਤੇਜਨਾ ਨੂੰ ਸੀਮਿਤ ਕਰਦੀ ਹੈ। ਫਾਈਬਰ ਦੀ ਸਤਹ ਬਣਤਰ ਦੀ ਸਮਰੂਪਤਾ ਨੂੰ ਤੋੜ ਕੇ, ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਢਾਂਚੇ ਦੇ ਫਾਈਬਰ ਵਿੱਚ ਸਤਹ ਦੂਜੇ ਹਾਰਮੋਨਿਕਸ ਨੂੰ ਇੱਕ ਹੱਦ ਤੱਕ ਵਧਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਪਰ ਫਿਰ ਵੀ ਬਹੁਤ ਉੱਚ ਪੀਕ ਪਾਵਰ ਦੇ ਨਾਲ ਫੇਮਟੋਸੈਕੰਡ ਪੰਪ ਪਲਸ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਲਈ, ਆਲ-ਫਾਈਬਰ ਢਾਂਚਿਆਂ ਵਿੱਚ ਦੂਜੇ-ਕ੍ਰਮ ਦੇ ਗੈਰ-ਰੇਖਿਕ ਆਪਟੀਕਲ ਪ੍ਰਭਾਵਾਂ ਦੀ ਉਤਪਤੀ ਅਤੇ ਪਰਿਵਰਤਨ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ, ਖਾਸ ਕਰਕੇ ਘੱਟ-ਪਾਵਰ, ਨਿਰੰਤਰ ਆਪਟੀਕਲ ਪੰਪਿੰਗ ਵਿੱਚ ਵਿਆਪਕ-ਸਪੈਕਟ੍ਰਮ ਦੂਜੇ ਹਾਰਮੋਨਿਕਸ ਦੀ ਉਤਪਤੀ, ਉਹ ਬੁਨਿਆਦੀ ਸਮੱਸਿਆਵਾਂ ਹਨ ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਨੂੰ ਗੈਰ-ਰੇਖਿਕ ਫਾਈਬਰ ਆਪਟਿਕਸ ਅਤੇ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਦੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਹੱਲ ਕਰਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ, ਅਤੇ ਇਹਨਾਂ ਦਾ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਵਿਗਿਆਨਕ ਮਹੱਤਵ ਅਤੇ ਵਿਆਪਕ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨ ਮੁੱਲ ਹੈ।

ਚੀਨ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਖੋਜ ਟੀਮ ਨੇ ਮਾਈਕ੍ਰੋ-ਨੈਨੋ ਫਾਈਬਰ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਲੇਅਰਡ ਗੈਲਿਅਮ ਸੇਲੇਨਾਈਡ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਫੇਜ਼ ਏਕੀਕਰਣ ਯੋਜਨਾ ਦਾ ਪ੍ਰਸਤਾਵ ਰੱਖਿਆ ਹੈ। ਗੈਲਿਅਮ ਸੇਲੇਨਾਈਡ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੀ ਉੱਚ ਦੂਜੇ-ਕ੍ਰਮ ਦੀ ਗੈਰ-ਰੇਖਿਕਤਾ ਅਤੇ ਲੰਬੀ-ਸੀਮਾ ਦੀ ਕ੍ਰਮ ਦਾ ਫਾਇਦਾ ਉਠਾ ਕੇ, ਇੱਕ ਵਿਆਪਕ-ਸਪੈਕਟ੍ਰਮ ਦੂਜੇ-ਹਾਰਮੋਨਿਕ ਉਤੇਜਨਾ ਅਤੇ ਮਲਟੀ-ਫ੍ਰੀਕੁਐਂਸੀ ਪਰਿਵਰਤਨ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਸਾਕਾਰ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਫਾਈਬਰ ਵਿੱਚ ਮਲਟੀ-ਪੈਰਾਮੀਟ੍ਰਿਕ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣ ਅਤੇ ਬ੍ਰਾਡਬੈਂਡ ਦੂਜੇ-ਹਾਰਮੋਨਿਕ ਦੀ ਤਿਆਰੀ ਲਈ ਇੱਕ ਨਵਾਂ ਹੱਲ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ।ਰੋਸ਼ਨੀ ਦੇ ਸਰੋਤ. ਸਕੀਮ ਵਿੱਚ ਦੂਜੇ ਹਾਰਮੋਨਿਕ ਅਤੇ ਜੋੜ ਬਾਰੰਬਾਰਤਾ ਪ੍ਰਭਾਵ ਦੀ ਕੁਸ਼ਲ ਉਤੇਜਨਾ ਮੁੱਖ ਤੌਰ 'ਤੇ ਹੇਠ ਲਿਖੀਆਂ ਤਿੰਨ ਮੁੱਖ ਸਥਿਤੀਆਂ 'ਤੇ ਨਿਰਭਰ ਕਰਦੀ ਹੈ: ਗੈਲੀਅਮ ਸੇਲੇਨਾਈਡ ਅਤੇ ਵਿਚਕਾਰ ਲੰਬੀ ਪ੍ਰਕਾਸ਼-ਪਦਾਰਥ ਪਰਸਪਰ ਪ੍ਰਭਾਵ ਦੂਰੀਮਾਈਕ੍ਰੋ-ਨੈਨੋ ਫਾਈਬਰ, ਲੇਅਰਡ ਗੈਲਿਅਮ ਸੇਲੇਨਾਈਡ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੀ ਉੱਚ ਦੂਜੇ-ਕ੍ਰਮ ਦੀ ਗੈਰ-ਰੇਖਿਕਤਾ ਅਤੇ ਲੰਬੀ-ਸੀਮਾ ਦੀ ਕ੍ਰਮ, ਅਤੇ ਬੁਨਿਆਦੀ ਬਾਰੰਬਾਰਤਾ ਅਤੇ ਬਾਰੰਬਾਰਤਾ ਦੁੱਗਣੀ ਕਰਨ ਦੇ ਮੋਡ ਦੀਆਂ ਪੜਾਅ ਮੇਲ ਖਾਂਦੀਆਂ ਸਥਿਤੀਆਂ ਸੰਤੁਸ਼ਟ ਹਨ।

ਪ੍ਰਯੋਗ ਵਿੱਚ, ਫਲੇਮ ਸਕੈਨਿੰਗ ਟੇਪਰਿੰਗ ਸਿਸਟਮ ਦੁਆਰਾ ਤਿਆਰ ਕੀਤੇ ਗਏ ਮਾਈਕ੍ਰੋ-ਨੈਨੋ ਫਾਈਬਰ ਵਿੱਚ ਮਿਲੀਮੀਟਰ ਦੇ ਕ੍ਰਮ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਸਮਾਨ ਕੋਨ ਖੇਤਰ ਹੈ, ਜੋ ਪੰਪ ਲਾਈਟ ਅਤੇ ਦੂਜੀ ਹਾਰਮੋਨਿਕ ਵੇਵ ਲਈ ਇੱਕ ਲੰਬੀ ਗੈਰ-ਰੇਖਿਕ ਕਿਰਿਆ ਲੰਬਾਈ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਏਕੀਕ੍ਰਿਤ ਗੈਲੀਅਮ ਸੇਲੇਨਾਈਡ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੀ ਦੂਜੀ-ਕ੍ਰਮ ਦੀ ਗੈਰ-ਰੇਖਿਕ ਧਰੁਵੀਕਰਨਯੋਗਤਾ 170 pm/V ਤੋਂ ਵੱਧ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਆਪਟੀਕਲ ਫਾਈਬਰ ਦੀ ਅੰਦਰੂਨੀ ਗੈਰ-ਰੇਖਿਕ ਧਰੁਵੀਕਰਨਯੋਗਤਾ ਨਾਲੋਂ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਗੈਲੀਅਮ ਸੇਲੇਨਾਈਡ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੀ ਲੰਬੀ-ਸੀਮਾ ਦੀ ਕ੍ਰਮਬੱਧ ਬਣਤਰ ਦੂਜੇ ਹਾਰਮੋਨਿਕਸ ਦੇ ਨਿਰੰਤਰ ਪੜਾਅ ਦਖਲਅੰਦਾਜ਼ੀ ਨੂੰ ਯਕੀਨੀ ਬਣਾਉਂਦੀ ਹੈ, ਮਾਈਕ੍ਰੋ-ਨੈਨੋ ਫਾਈਬਰ ਵਿੱਚ ਵੱਡੀ ਗੈਰ-ਰੇਖਿਕ ਕਿਰਿਆ ਲੰਬਾਈ ਦੇ ਫਾਇਦੇ ਨੂੰ ਪੂਰਾ ਖੇਡ ਦਿੰਦੀ ਹੈ। ਹੋਰ ਵੀ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਗੱਲ ਇਹ ਹੈ ਕਿ ਪੰਪਿੰਗ ਆਪਟੀਕਲ ਬੇਸ ਮੋਡ (HE11) ਅਤੇ ਦੂਜੇ ਹਾਰਮੋਨਿਕ ਹਾਈ ਆਰਡਰ ਮੋਡ (EH11, HE31) ਵਿਚਕਾਰ ਪੜਾਅ ਮੇਲ ਕੋਨ ਵਿਆਸ ਨੂੰ ਨਿਯੰਤਰਿਤ ਕਰਕੇ ਅਤੇ ਫਿਰ ਮਾਈਕ੍ਰੋ-ਨੈਨੋ ਫਾਈਬਰ ਦੀ ਤਿਆਰੀ ਦੌਰਾਨ ਵੇਵਗਾਈਡ ਫੈਲਾਅ ਨੂੰ ਨਿਯੰਤ੍ਰਿਤ ਕਰਕੇ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

ਉਪਰੋਕਤ ਸਥਿਤੀਆਂ ਮਾਈਕ੍ਰੋ-ਨੈਨੋ ਫਾਈਬਰ ਵਿੱਚ ਦੂਜੇ ਹਾਰਮੋਨਿਕਸ ਦੇ ਕੁਸ਼ਲ ਅਤੇ ਚੌੜੇ-ਬੈਂਡ ਉਤੇਜਨਾ ਦੀ ਨੀਂਹ ਰੱਖਦੀਆਂ ਹਨ। ਪ੍ਰਯੋਗ ਦਰਸਾਉਂਦਾ ਹੈ ਕਿ ਨੈਨੋਵਾਟ ਪੱਧਰ 'ਤੇ ਦੂਜੇ ਹਾਰਮੋਨਿਕਸ ਦਾ ਆਉਟਪੁੱਟ 1550 nm ਪਿਕੋਸਕਿੰਟ ਪਲਸ ਲੇਜ਼ਰ ਪੰਪ ਦੇ ਅਧੀਨ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਦੂਜੇ ਹਾਰਮੋਨਿਕਸ ਨੂੰ ਉਸੇ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਦੇ ਨਿਰੰਤਰ ਲੇਜ਼ਰ ਪੰਪ ਦੇ ਅਧੀਨ ਵੀ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਨਾਲ ਉਤਸ਼ਾਹਿਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਅਤੇ ਥ੍ਰੈਸ਼ਹੋਲਡ ਪਾਵਰ ਕਈ ਸੌ ਮਾਈਕ੍ਰੋਵਾਟਸ (ਚਿੱਤਰ 1) ਜਿੰਨੀ ਘੱਟ ਹੈ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਜਦੋਂ ਪੰਪ ਲਾਈਟ ਨੂੰ ਨਿਰੰਤਰ ਲੇਜ਼ਰ ਦੀਆਂ ਤਿੰਨ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ (1270/1550/1590 nm) ਤੱਕ ਵਧਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ ਛੇ ਫ੍ਰੀਕੁਐਂਸੀ ਪਰਿਵਰਤਨ ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਵਿੱਚੋਂ ਹਰੇਕ 'ਤੇ ਤਿੰਨ ਦੂਜੇ ਹਾਰਮੋਨਿਕਸ (2w1, 2w2, 2w3) ਅਤੇ ਤਿੰਨ ਜੋੜ ਫ੍ਰੀਕੁਐਂਸੀ ਸਿਗਨਲ (w1+w2, w1+w3, w2+w3) ਦੇਖੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ। ਪੰਪ ਲਾਈਟ ਨੂੰ 79.3 nm ਦੀ ਬੈਂਡਵਿਡਥ ਵਾਲੇ ਇੱਕ ਅਲਟਰਾ-ਰੇਡੀਐਂਟ ਲਾਈਟ-ਐਮੀਟਿੰਗ ਡਾਇਓਡ (SLED) ਲਾਈਟ ਸੋਰਸ ਨਾਲ ਬਦਲਣ ਨਾਲ, 28.3 nm ਦੀ ਬੈਂਡਵਿਡਥ ਵਾਲਾ ਇੱਕ ਵਾਈਡ-ਸਪੈਕਟ੍ਰਮ ਦੂਜਾ ਹਾਰਮੋਨਿਕ ਤਿਆਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ (ਚਿੱਤਰ 2)। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਜੇਕਰ ਇਸ ਅਧਿਐਨ ਵਿੱਚ ਸੁੱਕੇ ਟ੍ਰਾਂਸਫਰ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਨੂੰ ਬਦਲਣ ਲਈ ਰਸਾਇਣਕ ਭਾਫ਼ ਜਮ੍ਹਾ ਕਰਨ ਵਾਲੀ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕੀਤੀ ਜਾ ਸਕਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਲੰਬੀ ਦੂਰੀ 'ਤੇ ਮਾਈਕ੍ਰੋ-ਨੈਨੋ ਫਾਈਬਰ ਦੀ ਸਤ੍ਹਾ 'ਤੇ ਗੈਲਿਅਮ ਸੇਲੇਨਾਈਡ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਦੀਆਂ ਘੱਟ ਪਰਤਾਂ ਉਗਾਈਆਂ ਜਾ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ, ਤਾਂ ਦੂਜੀ ਹਾਰਮੋਨਿਕ ਪਰਿਵਰਤਨ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਵਿੱਚ ਹੋਰ ਸੁਧਾਰ ਹੋਣ ਦੀ ਉਮੀਦ ਹੈ।

ਚਿੱਤਰ 1 ਦੂਜਾ ਹਾਰਮੋਨਿਕ ਜਨਰੇਸ਼ਨ ਸਿਸਟਮ ਅਤੇ ਨਤੀਜੇ ਵਜੋਂ ਆਲ-ਫਾਈਬਰ ਬਣਤਰ

ਚਿੱਤਰ 2 ਨਿਰੰਤਰ ਆਪਟੀਕਲ ਪੰਪਿੰਗ ਅਧੀਨ ਮਲਟੀ-ਵੇਵਲੈਂਥ ਮਿਕਸਿੰਗ ਅਤੇ ਵਾਈਡ-ਸਪੈਕਟ੍ਰਮ ਸੈਕਿੰਡ ਹਾਰਮੋਨਿਕਸ