Nghiên cứu ảnh hưởng của đặc tính tán sắc lên sự lan truyền xung trong sợi tinh thể quang tử được làm vật liệu GeSe2-As2Se3-PbSe chalcogenide
64 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.97.2024.129-137Từ khóa:
Sợi tinh thể quang tử; Tán sắc; Chalcogenide; Quang phi tuyến.Tóm tắt
Trong bài báo này, chúng tôi trình bày kết quả nghiên cứu sự lan truyền xung trong sợi tinh thể quang tử được làm từ vật liệu GeSe2-As2Se3-PbSe chalcogenide. Chúng tôi sử dụng phương pháp Slip - Step - Fourier để giải phương trình Schrödinger phi tuyến tổng quát nhằm tìm lời giải cho xung đầu ra trong quá trình lan truyền trong sợi tinh thể quang tử. Kết quả chỉ ra rằng, đặc tính tán sắc ảnh hưởng rất lớn đến đặc tính của xung đầu ra bao gồm sự mở rộng phổ và tính ổn định của xung. Bằng cách sử dụng nguồn laser bơm với bước sóng λ = 3500 nm, tần số f = 200 fs, và năng lượng bơm E = 1.5 nJ, tương ứng với cường độ bơm P = 7.5 kW, nếu thay đổi đặc tính tán sắc sao cho bước sóng bơm có thể dịch chuyển từ vùng tán sắc thường sang vùng tán sắc dị thường thì xung đầu ra thu được có độ rộng phổ tăng lên (tương ứng là 2600 nm và 7000 nm, khi sử dụng một sợi tinh thể quang tử có chiều dài 10 cm). Tuy nhiên, xung đầu ra trong trường hợp này với độ nhiễu lớn hơn, và kém ổn định hơn. Các kết quả nghiên cứu là một trong những giải pháp giúp thay đổi đặc tính của xung đầu ra ứng dụng cho các nguồn sáng phổ siêu liên tục.
Tài liệu tham khảo
[1]. H. Liu, Y. Yu, W. Song, Q. Jiang, F. Pang, “Recent development of flat supercontinuum generation in specialty optical fibers,” Opto-Electronic Advances, Vol. 2, No.2, pp. 2096-479, (2019).
[2]. H. Tu, S. A. Boppart, “Coherent fiber supercontinuum for biophotonic,” Laser Photonics Rev, Vol. 7, No. 5, pp.628-645, (2013).
[3]. H. Liu, Y. Yu, W. Song, Q. Jiang, F. Pang, “Recent development of flat supercontinuum generation in specialty optical fibers,” Opto-Electronic Advances, Vol. 2, No. 2, pp. 1-9, (2019).
[4]. G. Humbert, W. J. Wadsworth, S. G. Leon-Saval, J. C. Knight, T. A. Birks, P. St. J. Russell, M. J. Lederer, D. Kopf, K. Wiesauer, E. I. Breuer, D. Stifter, “Supercontinuum generation system for optical coherence tomography based on tapered photonic crystal fibre,” Optics Express Vol. 14, No. 4 , pp. 1596-1603, (2006).
[5]. J.M. Dudley, G. Genty, S. Coen, “Supercontinuum generation is photonic crystal fiber,” Review of Modern Physics, Vol. 78, pp. 1135-1184, (2006).
[6]. H. V. Le, V. C. Long, H. T. Nguyen, A. M. Nguyen, R. Buczyński, R. Kasztelanic, “Application of ethanol infiltration for ultra-flattened normal dispersion in fused silica photonic crystal fibers,” Laser Physics, Vol. 28, No. 11, pp.115106, (2018).
[7]. K. Saitoh, N. Florous, M. Koshiba, “Ultra-flattened chromatic dispersion controllability using a defected-core photonic crystal fiber with low confinement losses,” Optics Express, Vol. 13, No. 21, pp. 8365-8371, (2005).
[8]. C. Goncalves, M. Kang, B-U. Sohn, G. Yin, J. Hu, D. T. H. Tan, K. Richardson, “New candidate multicomponent chalcogenide glasses for supercontinuum generation,” Applied Sciences, Vol. 8, No. 11, pp. 1-20, (2018).
[9]. L. C. Van, V. T. Hoang, V. C. Long, K, Borzycki, K. D. Xuan, V. T. Quoc, M. Trippenbach, R. Buczynski, J. Pniewski, “Supercontinuum generation in photonic crystal fibers infiltrated with nitrobenzene,” Laser Physics, Vol. 30, No. 3, pp. 035105, (2020).
[10]. C. V. Lanh, V. T. Hoang, V. C. Long, K. Borzycki, K. D. Xuan, V. T. Quoc, M. Trippenbach, R. Buczyński, J. Pniewski, “Optimization of optical properties of photonic crystal fibers infiltrated with chloroform for supercontinuum generation,” Laser Physics, Vol. 29, No. 7, pp. 075107, (2019).
[11]. H. V. Le, V. T. Hoang, H. T. Nguyen, V. C. Long, R. Buczynski, R. Kasztelanic, “Supercontinuum generation in photonic crystal fibers infiltrated with tetrachloroethylene,” Optical and Quantum Electronic, Vol. 53, No. 187, pp. 1-18, (2021).
[12]. H. L.Van, R. Buczynski, V. C. Long, M. Trippenbach, K. Borzycki, A. M. Nguyen, R. Kasztelanic, “Measurement of temperature and concentration influence on the dispersion of fused silica glass photonic crystal fiber infiltrated with water-ethanol mixture,” Optics Communications, Vol. 407, pp. 417-422, (2018).
[13]. B. C. Van, D. Q. Ho, V. V. Hung, H. L. Van, “Simulation Study on Supercontinuum Generation at Normal Dispersion Regime of a Carbon Disulfide-core Photonic Crystal Fiber,” Communications in Physics, Vol. 31, No. 2, pp.169-178, (2021).
[14]. Q. H. Dinh, J. Pniewski, H. L. Van, A. Ramaniuk, V. C. Long, K. Borzycki, K. D. Xuan, M. Klimczak, R. Buczyński, “Optimization of optical properties of photonic crystal fibers infiltrated with carbon tetrachloride for supercontinuum generation with subnanojoule femtosecond pulses,” Applied Optics, Vol. 57, No. 14, pp. 3738-3746, (2018).
[15]. G. Qin, X. Yan, C. Kito M. Liao, C. Chaudhari, T. Suzuki, Y.Ohishi, “Ultrabroadband supercontinuum generation from ultraviolet to 6.28 µm in a fluoride fiber,” Applied Physics Letters, Vol. 95, No. 16 , pp.1-4, (2009).
[16]. H. L. Van, V. T. Hoang, T. L. Canh, Q. H. Dinh, H. T. Nguyen, N. V. T. Minh, M. Klimczak, R. Buczynski, R. Kasztelanic, “Silica-based photonic crystal fiber infiltrated with 1,2-dibromoethane for supercontinuum generation,” Applied Optics, Vol. 60, No. 24, pp. 7268-7278, (2021).
[17]. P. Domachuk et. al., “Over 4000 nm bandwidth of Mid-IR supercontinuum generation in sub-centimeter segments of highly nonlinear tellurite PCFs,” Opt. Express, Vol. 16, No. 10, pp. 7161-7168, (2008).
[18]. C. R. Petersen, N. Prtljaga, M. Farries, J. Ward, B. Napier, G. R. Lloyd, J. Nallala, N. Stone, O. Bang, “Mid-infrared multispectral tissue imaging using a chalcogenide fiber supercontinuum source,” Optics Letters, Vol. 43, No. 5, pp. 999-1002, (2018).
[19]. M. Klimczak, B. Siwicki, H. Heidt R. Buczynski, “Coherent supercontinuum generation in soft glass photonic crystal fibers,” Photonics Research, Vol. 5, No. 6, pp. 710-727, (2017).
[20]. Y. S. Kivshar, G. P. Agrawal, “Optical Solitons: From Fibers to Photonic Crystals”, Academic Press, Elsevier, (2003).
