Квазисинхронная генерация второй гармоники в фотонно-кристаллических структурах на основе йодноватой кислоты

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Работа посвящена проблеме повышения эффективности регистрации излучения длинноволновой части оптического спектра. Рассмотрена задача генерации второй гармоники в двумерных фотонных кристаллах на основе йодноватой кислоты с целью конверсии длинноволнового излучения в видимый диапазон для последующей регистрации с помощью традиционных кремниевых детекторов. Обсуждаются проблемы формирования двумерных фотонно-кристаллических структур для практических задач нелинейной оптики и фотоники.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. А. Коновко

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: konovkoaa@my.msu.ru
Россия, Москва

А. В. Андреев

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: konovkoaa@my.msu.ru
Россия, Москва

В. В. Березкин

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: konovkoaa@my.msu.ru

Отделение “Институт кристаллографии им А.В. Шубникова” Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники

Россия, Москва

Ю. В. Григорьев

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: konovkoaa@my.msu.ru

Отделение “Институт кристаллографии им А.В. Шубникова” Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники

Россия, Москва

Н. М. Р. Криман

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Email: konovkoaa@my.msu.ru
Россия, Москва

М. В. Решетова

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: konovkoaa@my.msu.ru

Отделение “Институт кристаллографии им А.В. Шубникова” Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники

Россия, Москва

Н. В. Минаев

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: konovkoaa@my.msu.ru

Отделение “Институт кристаллографии им А.В. Шубникова” Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники

Россия, Москва

Е. О. Епифанов

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: konovkoaa@my.msu.ru

Отделение “Институт кристаллографии им А.В. Шубникова” Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники

Россия, Москва

В. Е. Асадчиков

Национальный исследовательский центр “Курчатовский институт”

Email: asad@crys.ras.ru

Отделение “Институт кристаллографии им А.В. Шубникова” Курчатовского комплекса кристаллографии и фотоники

Россия, Москва

Список литературы

  1. Pircher M., Götzinger E., Leitgeb R. et al. // Opt. Express. 2003. V. 11. № 18. P. 2190. https://doi.org/10.1364/oe.11.002190
  2. Terrazas-Nájera C.A., Romero A., Felice R., Wicker R. // Additive Manufacturing. 2023. V. 63. P. 103404. https://doi.org/10.1016/j.addma.2023.103404
  3. Wang W., Paliwal J. // Sens. Instrum. Food Quality. 2007. V. 1. P. 193. https://doi.org/10.1007/s11694-007-9022-0
  4. Chrzanowski K. // Opto-Electron. Rev. 2023. V. 31. № 1. P. e145327. https://doi.org/10.24425/10.24425/opelre.2023.145327
  5. Høgstedt L., Fix A., Wirth M. et al. // Opt. Express. 2016. V. 24. № 5. P. 5152. https://doi.org/10.1364/OE.24.00515
  6. Rogalski A., Kopytko M., Martyniuk P. // Appl. Phys. Rev. 2019. V. 6. P. 021316.
  7. Midwinter J.E. // Appl. Phys. Lett. 1969. V. 14. P. 29. https://doi.org/10.1063/1.1652645
  8. Del Rocio Camacho-Morales M., Rocco D., Xu L. et al. // Adv. Photon. 2021. V. 3. № 3. P. 036002. https://doi.org/10.1117/1.AP.3.3.036002
  9. Chen J.-Y., Tang C., Ma Z.-H. et al. // Opt. Lett. 2020. V. 45. № 13. P. 3389. https://doi.org/10.1364/OL.393445
  10. Асадчиков В.Е., Бедин С.А., Васильев А.Б. и др. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2022. № 3. С. 10. https://doi.org/10.31857/S1028096022030037
  11. Асадчиков В.Е., Бедин С.А., Березкин В.В. и др. // Письма в ЖТФ. 2022. Т. 48. Вып. 6. С. 7. https://doi.org/10.21883/PJTF.2022.06.52203.19084
  12. Armstrong J.A., Bloembergen N., Ducuing J., Pershan P.S. // Phys. Rev. 1962. V. 127. № 6. P. 1918. https://doi.org/10.1103/PhysRev.127.1918
  13. Fejer M.M., Magel G.A., Jundt D.H. et al. // IEEE J. Quantum Electron. 1992. V. 28. № 11. P. 2631. https://doi.org/10.1109/3.161322
  14. Волков В.В., Лаптев Г.Д., Морозов Е.Ю. и др. // Квантовая электроника. 1998. Т. 25. № 11. С. 1046. https://doi.org/10.1070/QE1998v028n11ABEH001377
  15. Кравцов Н.В., Лаптев Г.Д., Наумова И.И. и др. // Квантовая электроника. 2002. Т. 32. № 10. С. 923. https://doi.org/10.1070/QE2002v032n10ABEH002318
  16. Sakoda K., Ohtaka K. // Phys. Rev. B. 1996. V. 54. № 8. P. 5742. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.54.5742
  17. Scalora M., Bloemer M.J., Manka A.S. et al. // Phys. Rev. A. 1997. V. 56. № 4. P. 3166. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.56.3166
  18. Balakin A.V., Bushuev V.A., Mantsyzov B.I. et al. // Phys. Rev. E. 2001. V. 63. P. 046609. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.63.046609
  19. Li J.J., Li Z.Y., Zhang D.Z. // Phys. Rev. E. 2007. V. 75. P. 056606. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.75.056606
  20. Plihal M., Maradudin A.A. // Phys. Rev. B. 1991. V. 44. P. 8565. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.44.8565
  21. Minaev N.V., Tarkhov M.A., Dudova D.S. et al. // Laser Phys. Lett. 2018. V. 15. № 2. P. 026002. https://doi.org/10.1088/1612-202X/aa8bd1
  22. Shavkuta B.S., Gerasimov M.Y., Minaev N.V. et al. // Laser Phys. Lett. 2018. V. 15. P. 015602. https://doi.org/10.1088/1612-202X/aa963b
  23. Epifanov E.O., Tarkhov M.A., Timofeeva E.R. et al. // Laser Phys. Lett. 2021. V. 18 (3). P. 036201. https://doi.org/10.1088/1612-202X/abdcc1

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Отношение интенсивностей сигнала на частоте второй гармоники при выполнении условия квазисинхронизма Iqs(2ω) и на частоте второй гармоники вне угла синхронизма на длине когерентности Ins(2ω).

Скачать (46KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Схема квазисинхронного процесса ГВГ в некомпланарной геометрии “на пропускание”: kω – волновые векторы излучения на основной частоте в воздухе, штриховыми стрелками обозначены проекции на плоскость OXY и ось Z волновых векторов излучения на основной частоте в объеме фотонного кристалла; kg – вектор обратной решетки; k2ω – волновой вектор излучения на частоте второй гармоники (в воздухе – сплошная стрелка, в объеме кристалла – штриховая стрелка); также штриховой стрелкой обозначена проекция излучения на частоте второй гармоники на плоскость OXY; двумерный фотонный кристалл изображен схематически как прямоугольный параллелепипед, вектор обратной решетки параллелен плоскости OXY.

Скачать (73KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Схема квазисинхронного процесса ГВГ в компланарной геометрии “на пропускание”: k и k′ – волновые векторы излучения на основной частоте; K – волновой вектор излучения на частоте второй гармоники; kg – вектор обратной решетки.

Скачать (153KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Схема двумерного фотонного кристалла конечной толщины для реализации квазисинхронного процесса ГВГ в компланарной геометрии “на пропускание”: a – период кристалла, R – радиус цилиндрических кристаллов йодноватой кислоты, ε1 и ε2 – диэлектрическая проницаемость йодноватой кислоты и матрицы ПЭТФ соответственно; ny – число периодов фотонного кристалла вдоль оси Y.

Скачать (92KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Зависимость отношения интенсивностей излучения на частоте второй гармоники и на основной частоте от угла падения двух первичных пучков излучения на основной частоте, интенсивность которых равна 0.4 ГВт/см2.

Скачать (52KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025