شبيه سازي الگوي شدت هماهنگ دوم در بلورهاي فوتوني غير خطي مبتني بر شبه جورشدگي فاز سه بعدي

Simulation of second- harmonic intensity pattern in nonlinear photonic crystals based on 3D quasi-phase matching

جور شدگي شبه فاز ( (QPMيك روش در اپتيك غير خطي، براي رسيدن به بالاترين بازدهي انرژي مبادله شده ميان امواج نوري در بسامد هاي متفاوت، با استفاده از مدولاسيون فضايي ضريب غير خطي مرتبه دوم (χ(2)) ماده مورد نظر مي باشد. به منظور درك كامل فرايندهاي QPM، مدولاسيون فضايي سه بعدي χ(2) مورد نياز است كه اين مهم، اخيرأ به صورت تجربي و آزمايشگاهي به لطف اختراع ليزر فمتو ثانيه بر اساس مهندسي غير خطي در بلور هاي فروالكتريك امكان پذير شده است. در اين تحقيق شبه جور شدگي فاز سه بعدي براي توليد هماهنگ دوم در يك  سيستم بلوري مكعبي غير خطي شبيه سازي و همچنين الگوي توزيع شدت براي اين سيستم بلوري خاص، به ازاي پارامتر هاي مختلف بررسي شده است . نتايج اين تحقيق،   به درك كامل و جامع از فرايندهاي اپتيك غير خطي در مواد متناوب سه بعدي كمك مي كند.

Quasi-phase matching (QPM) is a technique in nonlinear optics for achieving efficient energy exchange among optical waves at different frequencies, by spatially modulating the quadratic nonlinearity (χ(2)) of the medium. To realize the full potential of QPM, 3D spatial modulation of χ(2) is required. This has become experimentally feasible recently thanks to the invention of femtosecond laser- based nonlinearity engineering in ferroelectric crystals. In this research, the three-dimensional quasi-phase matching for the second harmonic generation in a nonlinear cubic crystal system has been simulated and also the intensity distribution pattern for this particular crystal system has been investigated for different parameters. The results of this work contribute to a comprehensive understanding of nonlinear optical processes in 3D periodic media.