ການກະຕຸ້ນຂອງຮາໂມນິກທີສອງໃນສະເປກຕຣຳກວ້າງ

ການກະຕຸ້ນຂອງຮາໂມນິກທີສອງໃນສະເປກຕຣຳກວ້າງ

ນັບຕັ້ງແຕ່ການຄົ້ນພົບຜົນກະທົບທາງແສງທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ລຳດັບທີສອງໃນຊຸມປີ 1960, ໄດ້ກະຕຸ້ນຄວາມສົນໃຈຢ່າງກວ້າງຂວາງຂອງນັກຄົ້ນຄວ້າ, ມາຮອດປະຈຸບັນ, ໂດຍອີງໃສ່ຜົນກະທົບຮາໂມນິກທີສອງ ແລະ ຄວາມຖີ່, ໄດ້ຜະລິດຈາກ ultraviolet ທີ່ຮຸນແຮງໄປຫາແຖບອິນຟາເຣດໄກຂອງເລເຊີ, ໄດ້ສົ່ງເສີມການພັດທະນາເລເຊີຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ,ອອບຕິກການປະມວນຜົນຂໍ້ມູນ, ການຖ່າຍພາບດ້ວຍກ້ອງຈຸລະທັດທີ່ມີຄວາມລະອຽດສູງ ແລະ ຂົງເຂດອື່ນໆ. ອີງຕາມຮູບແບບບໍ່ເປັນເສັ້ນທັດສະນະສາດແລະທິດສະດີໂພລາໄລເຊຊັນ, ຜົນກະທົບທາງແສງທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ແບບສະເໝີກັນແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງຢ່າງໃກ້ຊິດກັບຄວາມສົມມາດຂອງຜລຶກ, ແລະສຳປະສິດບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ບໍ່ແມ່ນສູນພຽງແຕ່ໃນສື່ທີ່ສົມມາດແບບປີ້ນກັບກັນທີ່ບໍ່ແມ່ນສູນກາງ. ໃນຖານະເປັນຜົນກະທົບທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ລຳດັບທີສອງພື້ນຖານທີ່ສຸດ, ຮາໂມນິກທີສອງຂັດຂວາງການຜະລິດ ແລະ ການນຳໃຊ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບຂອງພວກມັນໃນເສັ້ນໄຍ quartz ເນື່ອງຈາກຮູບແບບທີ່ບໍ່ມີຮູບຮ່າງ ແລະ ຄວາມສົມມາດຂອງການປີ້ນກັບກັນຂອງຈຸດໃຈກາງ. ໃນປະຈຸບັນ, ວິທີການໂພລາໄລເຊຊັນ (ໂພລາໄລເຊຊັນທາງແສງ, ໂພລາໄລເຊຊັນຄວາມຮ້ອນ, ໂພລາໄລເຊຊັນສະໜາມໄຟຟ້າ) ສາມາດທຳລາຍຄວາມສົມມາດຂອງການປີ້ນກັບກັນຂອງຈຸດໃຈກາງຂອງເສັ້ນໄຍແສງໄດ້ຢ່າງປອມ, ແລະປັບປຸງຄວາມບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ລຳດັບທີສອງຂອງເສັ້ນໄຍແສງຢ່າງມີປະສິດທິພາບ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ວິທີການນີ້ຕ້ອງການເຕັກໂນໂລຊີການກະກຽມທີ່ສັບສົນ ແລະ ຮຽກຮ້ອງສູງ, ແລະສາມາດຕອບສະໜອງເງື່ອນໄຂການຈັບຄູ່ແບບ quasi-phase ຢູ່ທີ່ຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ. ວົງແຫວນສະທ້ອນແສງຂອງເສັ້ນໄຍແສງໂດຍອີງໃສ່ຮູບແບບຝາສະທ້ອນຈຳກັດການກະຕຸ້ນຄື້ນຄວາມຖີ່ກວ້າງຂອງຮາໂມນິກທີສອງ. ໂດຍການທຳລາຍຄວາມສົມມາດຂອງໂຄງສ້າງພື້ນຜິວຂອງເສັ້ນໄຍ, ຮາໂມນິກທີສອງພື້ນຜິວໃນເສັ້ນໄຍໂຄງສ້າງພິເສດໄດ້ຮັບການປັບປຸງໃນລະດັບໃດໜຶ່ງ, ແຕ່ຍັງຂຶ້ນກັບກຳມະຈອນປັ໊ມ femtosecond ທີ່ມີພະລັງງານສູງສຸດສູງຫຼາຍ. ດັ່ງນັ້ນ, ການສ້າງຜົນກະທົບທາງແສງທີ່ບໍ່ແມ່ນເສັ້ນຊື່ລຳດັບທີສອງໃນໂຄງສ້າງເສັ້ນໄຍທັງໝົດ ແລະ ການປັບປຸງປະສິດທິພາບການປ່ຽນ, ໂດຍສະເພາະການສ້າງຮາໂມນິກທີສອງທີ່ມີຄື້ນຄວາມຖີ່ກວ້າງໃນການສູບແສງແບບຕໍ່ເນື່ອງທີ່ໃຊ້ພະລັງງານຕ່ຳ, ແມ່ນບັນຫາພື້ນຖານທີ່ຕ້ອງໄດ້ຮັບການແກ້ໄຂໃນຂົງເຂດເສັ້ນໄຍແສງ ແລະ ອຸປະກອນທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່, ແລະ ມີຄວາມໝາຍທາງວິທະຍາສາດທີ່ສຳຄັນ ແລະ ມູນຄ່າການນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງ.

ທີມງານຄົ້ນຄວ້າໃນປະເທດຈີນໄດ້ສະເໜີໂຄງການປະສົມປະສານໄລຍະຜລຶກ gallium selenide ຊັ້ນໆດ້ວຍເສັ້ນໄຍ micro-nano. ໂດຍການໃຊ້ປະໂຫຍດຈາກຄວາມບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ລຳດັບທີສອງສູງ ແລະ ການຈັດລຽງລຳດັບໄລຍະຍາວຂອງຜລຶກ gallium selenide, ການກະຕຸ້ນຮາໂມນິກທີສອງແບບກວ້າງ ແລະ ຂະບວນການປ່ຽນຄວາມຖີ່ຫຼາຍຄວາມຖີ່ໄດ້ຖືກຮັບຮູ້, ສະໜອງວິທີແກ້ໄຂໃໝ່ສຳລັບການປັບປຸງຂະບວນການຫຼາຍພາລາມິເຕີໃນເສັ້ນໄຍ ແລະ ການກະກຽມຮາໂມນິກທີສອງແບບບຣອດແບນ.ແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງການກະຕຸ້ນທີ່ມີປະສິດທິພາບຂອງຜົນກະທົບຄວາມຖີ່ປະສົມ ແລະ ຄວາມຖີ່ລວມທີສອງໃນລະບົບສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຂຶ້ນກັບເງື່ອນໄຂຫຼັກສາມຢ່າງຕໍ່ໄປນີ້: ໄລຍະຫ່າງການພົວພັນລະຫວ່າງສານແສງ ແລະ ວັດຖຸແສງທີ່ຍາວນານລະຫວ່າງແກລຽມຊີລີໄນດ໌ ແລະເສັ້ນໄຍໄມໂຄຣນາໂນ, ຄວາມບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ລຳດັບທີສອງສູງ ແລະ ລຳດັບໄລຍະຍາວຂອງຜລຶກ gallium selenide ຊັ້ນ, ແລະ ເງື່ອນໄຂການຈັບຄູ່ເຟສຂອງຄວາມຖີ່ພື້ນຖານ ແລະ ຮູບແບບການເພີ່ມຄວາມຖີ່ສອງເທົ່າແມ່ນຕອບສະໜອງ.

ໃນການທົດລອງ, ເສັ້ນໄຍໄມໂຄຣນາໂນທີ່ກະກຽມໂດຍລະບົບການສະແກນແປວໄຟມີພື້ນທີ່ໂກນທີ່ເປັນເອກະພາບໃນລຳດັບມິນລີແມັດ, ເຊິ່ງໃຫ້ຄວາມຍາວຂອງການກະທຳທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ທີ່ຍາວສຳລັບແສງປັ໊ມ ແລະ ຄື້ນຮາໂມນິກທີສອງ. ຄວາມສາມາດໃນການໂພລາຣິເຊຊັນທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ລຳດັບທີສອງຂອງຜລຶກແກລຽມເຊເລໄນດ໌ທີ່ປະສົມປະສານເກີນ 170 pm/V, ເຊິ່ງສູງກວ່າຄວາມສາມາດໃນການໂພລາຣິເຊຊັນທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ພາຍໃນຂອງເສັ້ນໄຍແສງ. ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ໂຄງສ້າງລຳດັບໄລຍະຍາວຂອງຜລຶກແກລຽມເຊເລໄນດ໌ຮັບປະກັນການແຊກແຊງເຟສຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງຂອງຮາໂມນິກທີສອງ, ເຮັດໃຫ້ໄດ້ປຽບຢ່າງເຕັມທີ່ກັບຄວາມຍາວຂອງການກະທຳທີ່ບໍ່ເປັນເສັ້ນຊື່ຂະໜາດໃຫຍ່ໃນເສັ້ນໄຍໄມໂຄຣນາໂນ. ສິ່ງທີ່ສຳຄັນກວ່ານັ້ນ, ການຈັບຄູ່ເຟສລະຫວ່າງໂໝດພື້ນຖານແສງປັ໊ມ (HE11) ແລະ ໂໝດລຳດັບສູງຮາໂມນິກທີສອງ (EH11, HE31) ແມ່ນຮັບຮູ້ໄດ້ໂດຍການຄວບຄຸມເສັ້ນຜ່າສູນກາງໂກນ ແລະ ຫຼັງຈາກນັ້ນຄວບຄຸມການກະຈາຍຄື້ນນຳທາງໃນລະຫວ່າງການກະກຽມເສັ້ນໄຍໄມໂຄຣນາໂນ.

ເງື່ອນໄຂຂ້າງເທິງນີ້ວາງພື້ນຖານໃຫ້ແກ່ການກະຕຸ້ນຮາໂມນິກທີສອງທີ່ມີປະສິດທິພາບ ແລະ ແຖບກວ້າງໃນເສັ້ນໄຍໄມໂຄຣນາໂນ. ການທົດລອງສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າຜົນຜະລິດຂອງຮາໂມນິກທີສອງໃນລະດັບນາໂນວັດສາມາດບັນລຸໄດ້ພາຍໃຕ້ປໍ້າເລເຊີກຳມະຈອນປິໂກວິນາທີ 1550 nm, ແລະຮາໂມນິກທີສອງຍັງສາມາດກະຕຸ້ນໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບພາຍໃຕ້ປໍ້າເລເຊີຕໍ່ເນື່ອງທີ່ມີຄວາມຍາວຄື້ນດຽວກັນ, ແລະພະລັງງານຂອບເຂດຕໍ່າເຖິງຫຼາຍຮ້ອຍໄມໂຄຣວັດ (ຮູບທີ 1). ນອກຈາກນີ້, ເມື່ອແສງປໍ້າຖືກຂະຫຍາຍໄປສູ່ຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ແຕກຕ່າງກັນສາມແບບຂອງເລເຊີຕໍ່ເນື່ອງ (1270/1550/1590 nm), ຮາໂມນິກທີສອງສາມແບບ (2w1, 2w2, 2w3) ແລະ ສັນຍານຄວາມຖີ່ລວມສາມແບບ (w1+w2, w1+w3, w2+w3) ຈະຖືກສັງເກດເຫັນຢູ່ໃນແຕ່ລະຄວາມຍາວຄື້ນການປ່ຽນແປງຄວາມຖີ່ຫົກແບບ. ໂດຍການທົດແທນໄຟປັ໊ມດ້ວຍແຫຼ່ງແສງໄດໂອດປ່ອຍແສງທີ່ມີລັງສີສູງ (SLED) ທີ່ມີແບນວິດ 79.3 nm, ຮາໂມນິກທີສອງທີ່ມີສະເປກຕຣຳກວ້າງທີ່ມີແບນວິດ 28.3 nm ຈະຖືກສ້າງຂຶ້ນ (ຮູບທີ 2). ນອກຈາກນັ້ນ, ຖ້າເຕັກໂນໂລຊີການວາງໄອເຄມີສາມາດໃຊ້ເພື່ອທົດແທນເຕັກໂນໂລຊີການໂອນຍ້າຍແຫ້ງໃນການສຶກສານີ້, ແລະຊັ້ນຂອງຜລຶກແກລຽມເຊເລໄນດ໌ໜ້ອຍລົງສາມາດປູກໄດ້ເທິງໜ້າດິນຂອງເສັ້ນໄຍໄມໂຄຣນາໂນໃນໄລຍະທາງໄກ, ປະສິດທິພາບການປ່ຽນແປງຮາໂມນິກທີສອງຄາດວ່າຈະໄດ້ຮັບການປັບປຸງຕື່ມອີກ.

ຮູບທີ 1 ລະບົບການສ້າງຮາໂມນິກທີສອງ ແລະ ຜົນໄດ້ຮັບໃນໂຄງສ້າງເສັ້ນໄຍທັງໝົດ

ຮູບທີ 2 ການປະສົມຄື້ນຫຼາຍຄວາມຍາວ ແລະ ຮາໂມນິກທີສອງທີ່ມີສະເປກຕຣຳກວ້າງພາຍໃຕ້ການສູບແສງຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ