كەڭ دائىرىلىك ئىككىنچى گارمونىكنىڭ قوزغىلىشى

كەڭ دائىرىلىك ئىككىنچى گارمونىكنىڭ قوزغىلىشى

1960-يىللاردىكى ئىككىنچى دەرىجىلىك سىزىقسىز ئوپتىكىلىق ئېففېكتلار بايقالغاندىن بۇيان، تەتقىقاتچىلارنىڭ كەڭ دىققىتىنى قوزغىدى. ھازىرغىچە، ئىككىنچى گارمونىكقا ئاساسەن، چاستوتا ئېففېكتلىرى ئەڭ يۇقىرى ئۇلترابىنەفشە نۇردىن يىراق ئىنفىرا قىزىل نۇرغىچە بولغان ئارىلىقتا پەيدا بولدى.لازېرلار، لازېرنىڭ تەرەققىياتىنى زور دەرىجىدە ئىلگىرى سۈردى،ئوپتىكىلىقئۇچۇر بىر تەرەپ قىلىش، يۇقىرى ئېنىقلىقتىكى مىكروسكوپلۇق سۈرەتكە تارتىش ۋە باشقا ساھەلەر. سىزىقسىز ئۇسۇلغا ئاساسەنئوپتىكىلىقۋە قۇتۇپلىشىش نەزەرىيىسىگە ئاساسلانغاندا، تەكشى تەرتىپلىك سىزىقسىز ئوپتىك ئۈنۈم كىرىستال سىممېترىيەسى بىلەن زىچ مۇناسىۋەتلىك بولۇپ، سىزىقسىز كوئېففىتسېنت پەقەت مەركىزىي بولمىغان تەتۈر سىممېترىك مۇھىتتىلا نۆلگە تەڭ ئەمەس. ئەڭ ئاساسىي ئىككىنچى تەرتىپلىك سىزىقسىز ئۈنۈم بولۇش سۈپىتى بىلەن، ئىككىنچى گارمونىكلار ئامورف شەكلى ۋە مەركىزى تەتۈر سىممېترىكلىقى سەۋەبىدىن ئۇلارنىڭ ھاسىل بولۇشى ۋە كۋارتس تالاسىدا ئۈنۈملۈك ئىشلىتىلىشىگە زور دەرىجىدە توسقۇنلۇق قىلىدۇ. ھازىر، قۇتۇپلىشىش ئۇسۇللىرى (ئوپتىك قۇتۇپلىشىش، ئىسسىقلىق قۇتۇپلىشىشى، ئېلېكتر مەيدانى قۇتۇپلىشىشى) ئوپتىك تالانىڭ ماتېرىيال مەركىزى تەتۈر سىممېترىكلىقىنى سۈنئىي ھالدا بۇزۇپ، ئوپتىك تالانىڭ ئىككىنچى تەرتىپلىك سىزىقسىزلىقىنى ئۈنۈملۈك ياخشىلىيالايدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، بۇ ئۇسۇل مۇرەككەپ ۋە تەلەپچان تەييارلىق تېخنىكىسىنى تەلەپ قىلىدۇ، ھەمدە پەقەت ئايرىم دولقۇن ئۇزۇنلۇقىدىكى يېرىم باسقۇچلۇق ماسلىشىش شارائىتىغا ماس كېلەلەيدۇ. ئېخو تام ھالىتىگە ئاساسلانغان ئوپتىك تالا رېزونانس ھالقىسى ئىككىنچى گارمونىكلارنىڭ كەڭ دائىرىلىك قوزغىلىشىنى چەكلەيدۇ. تالانىڭ يۈزەكى قۇرۇلمىسىنىڭ سىممېترىكلىقىنى بۇزۇش ئارقىلىق، ئالاھىدە قۇرۇلمىلىق تالادىكى يۈزەكى ئىككىنچى گارمونىكلار بەلگىلىك دەرىجىدە كۈچەيتىلىدۇ، ئەمما يەنىلا ئىنتايىن يۇقىرى چوققا قۇۋۋىتى بىلەن فېمتوسېكۇند پومپىسى ئىمپۇلسىغا تايىنىدۇ. شۇڭلاشقا، بارلىق تالا قۇرۇلمىلىرىدا ئىككىنچى دەرىجىلىك سىزىقسىز ئوپتىكىلىق ئۈنۈم ھاسىل قىلىش ۋە ئايلاندۇرۇش ئۈنۈمىنى ئاشۇرۇش، بولۇپمۇ تۆۋەن قۇۋۋەتلىك، ئۈزلۈكسىز ئوپتىكىلىق پومپىلاشتا كەڭ دائىرىلىك ئىككىنچى گارمونىك ھاسىل قىلىش سىزىقسىز ئوپتىكىلىق ۋە ئۈسكۈنىلەر ساھەسىدە ھەل قىلىشقا تېگىشلىك ئاساسلىق مەسىلىلەر بولۇپ، مۇھىم ئىلمىي ئەھمىيەتكە ۋە كەڭ قوللىنىلىش قىممىتىگە ئىگە.

جۇڭگودىكى بىر تەتقىقات گۇرۇپپىسى مىكرو نانو تالا بىلەن قاتلاملىق گاللىي سېلېنىد كىرىستال باسقۇچىنى بىرلەشتۈرۈش لايىھەسىنى ئوتتۇرىغا قويدى. گاللىي سېلېنىد كىرىستاللىرىنىڭ يۇقىرى ئىككىنچى دەرىجىلىك سىزىقسىزلىقى ۋە ئۇزۇن دائىرىلىك تەرتىپلىنىشىدىن پايدىلىنىش ئارقىلىق، كەڭ دائىرىلىك ئىككىنچى گارمونىك قوزغىتىش ۋە كۆپ چاستوتا ئۆزگەرتىش جەريانى ئەمەلگە ئاشۇرۇلۇپ، تالادىكى كۆپ پارامېتىرلىق جەريانلارنى كۈچەيتىش ۋە كەڭ بەلباغلىق ئىككىنچى گارمونىك تەييارلاش ئۈچۈن يېڭى ھەل قىلىش چارىسى بىلەن تەمىنلەندى.نۇر مەنبەلىرىبۇ سىخېمىدىكى ئىككىنچى گارمونىك ۋە يىغىندى چاستوتا ئېففېكتىنىڭ ئۈنۈملۈك قوزغىلىشى ئاساسلىقى تۆۋەندىكى ئۈچ مۇھىم شەرتكە باغلىق: گاللىي سېلېنىد بىلەن نۇر-ماددىنىڭ ئۆزئارا تەسىر كۆرسىتىش ئارىلىقىنىڭ ئۇزۇن بولۇشى.مىكرو نانو تالا، قاتلاملىق گاللىي سېلېنىد كرىستالىنىڭ يۇقىرى ئىككىنچى دەرىجىلىك سىزىقسىزلىقى ۋە ئۇزۇن دائىرىلىك تەرتىپى، ھەمدە ئاساسىي چاستوتا ۋە چاستوتا قوشلىنىش ھالىتىنىڭ باسقۇچ ماسلىشىش شەرتلىرى قاندۇرۇلىدۇ.

تەجرىبىدە، ئوت سىكانىرلاش كونۇس سىستېمىسى تەرىپىدىن تەييارلانغان مىكرو نانو تالاسى مىللىمېتىر تەرتىپىدىكى بىردەك كونۇس رايونىغا ئىگە بولۇپ، پومپا نۇرى ۋە ئىككىنچى گارمونىك دولقۇن ئۈچۈن ئۇزۇن سىزىقسىز ھەرىكەت ئۇزۇنلۇقىنى تەمىنلەيدۇ. بىرلەشتۈرۈلگەن گاللىي سېلېنىد كىرىستالىنىڭ ئىككىنچى دەرىجىلىك سىزىقسىز قۇتۇپلىشىشچانلىقى 170 pm/V دىن ئېشىپ كېتىدۇ، بۇ ئوپتىكىلىق تالانىڭ ئىچكى سىزىقسىز قۇتۇپلىشىشچانلىقىدىن خېلىلا يۇقىرى. ئۇنىڭدىن باشقا، گاللىي سېلېنىد كىرىستالىنىڭ ئۇزۇن دائىرىلىك تەرتىپلىك قۇرۇلمىسى ئىككىنچى گارمونىكنىڭ ئۈزلۈكسىز باسقۇچ ئارىلىشىشىنى كاپالەتلەندۈرىدۇ، مىكرو نانو تالادىكى چوڭ سىزىقسىز ھەرىكەت ئۇزۇنلۇقىنىڭ ئەۋزەللىكىنى تولۇق جارى قىلدۇرىدۇ. ئەڭ مۇھىمى، پومپا ئوپتىكىلىق ئاساس ھالىتى (HE11) بىلەن ئىككىنچى گارمونىك يۇقىرى تەرتىپ ھالىتى (EH11، HE31) ئوتتۇرىسىدىكى باسقۇچ ماسلىشىشى كونۇس دىئامېتىرىنى كونترول قىلىش ۋە ئاندىن مىكرو نانو تالا تەييارلاش جەريانىدا دولقۇن يېتەكلىگۈچنىڭ تارقىلىشىنى تەڭشەش ئارقىلىق ئەمەلگە ئاشۇرۇلىدۇ.

يۇقىرىدىكى شەرتلەر مىكرو نانو تالادىكى ئىككىنچى گارمونىكلارنىڭ ئۈنۈملۈك ۋە كەڭ دائىرىلىك قوزغىلىشىنىڭ ئاساسىنى سالدى. بۇ تەجرىبە شۇنى كۆرسىتىپ بېرىدۇكى، نانوۋات سەۋىيىسىدىكى ئىككىنچى گارمونىكلارنىڭ چىقىرىشى 1550 نانومېتىرلىق پىكوسېكۇند ئىمپۇلس لازېر پومپىسى ئاستىدا ئەمەلگە ئاشۇرۇلىدۇ، ئىككىنچى گارمونىكلارنىمۇ ئوخشاش دولقۇن ئۇزۇنلۇقىدىكى ئۈزلۈكسىز لازېر پومپىسى ئاستىدا ئۈنۈملۈك قوزغىتقىلى بولىدۇ، ھەمدە چەك قۇۋۋىتى بىر قانچە يۈز مىكروۋاتقىچە تۆۋەن (1-رەسىم). ئۇنىڭدىن باشقا، پومپا نۇرى ئۈزلۈكسىز لازېرنىڭ ئۈچ خىل دولقۇن ئۇزۇنلۇقىغا (1270/1550/1590 nm) كېڭەيتىلگەندە، ئالتە چاستوتا ئۆزگەرتىش دولقۇن ئۇزۇنلۇقىنىڭ ھەر بىرىدە ئۈچ سېكۇنتلۇق گارمونىك (2w1، 2w2، 2w3) ۋە ئۈچ يىغىندى چاستوتا سىگنالى (w1+w2، w1+w3، w2+w3) كۆزىتىلىدۇ. پومپا نۇرىنى 79.3 نانومېتىرلىق بەلۋاغ كەڭلىكىدىكى ئۇلترا نۇر چىقىرىدىغان دىئود (SLED) نۇر مەنبەسى بىلەن ئالماشتۇرۇش ئارقىلىق، 28.3 نانومېتىرلىق بەلۋاغ كەڭلىكىدىكى كەڭ دائىرىلىك ئىككىنچى گارمونىك ھاسىل قىلىنىدۇ (2-رەسىم). بۇنىڭدىن باشقا، ئەگەر بۇ تەتقىقاتتا قۇرۇق يۆتكەش تېخنىكىسىنىڭ ئورنىنى خىمىيىلىك پارغا چۆكتۈرۈش تېخنىكىسى ئالسا، ھەمدە ئۇزۇن ئارىلىقتا مىكرو نانو تالا يۈزىدە گاللىي سېلېنىد كىرىستاللىرىنىڭ قەۋىتىنى ئازلاتقىلى بولسا، ئىككىنچى گارمونىك ئۆزگەرتىش ئۈنۈمىنىڭ تېخىمۇ ياخشىلىنىشى مۆلچەرلەنمەكتە.

1-رەسىم. ئىككىنچى گارمونىك ھاسىل قىلىش سىستېمىسى ۋە نەتىجىدە پۈتۈن تالا قۇرۇلمىسى ھاسىل بولىدۇ

2-رەسىم ئۈزلۈكسىز ئوپتىكىلىق پومپا ئاستىدا كۆپ دولقۇنلۇق ئارىلاشتۇرۇش ۋە كەڭ دائىرىلىك ئىككىنچى گارمونىك