توليد هارموني دوم تطبيق فاز شده مبتني بر پاشندگي مد در موجبر سيليكني شياردار غيرمتقارن با پوشش پليمر غيرخطي

Modal Phase-Matched Second Harmonic Generation in Asymmetric Silicon Slot Waveguide Coated with a Nonlinear Polymer

در اين مقاله يك موجبر سيليكني شيار دار غيرمتقارن با پوشش پليمر غيرخطي براي توليد كارآمد هارموني دوم از باند فروسرخ مياني ( #38;lambda; = 3.1 #38;mu;m ) به باند فروسرخ نزديك ( #38;lambda; = 1.55 #38;mu;m ) پيشنهاد مي #38;shy;شود. شرط ضروري تطبيق فاز بين مد اصلي از فركانس اصلي و مد سوم از فركانس هارموني دوم توليد شده با طراحي دقيق ابعاد موجبر تحقق مي #38;shy;يابد. بازده % 7/24 با در نظر گرفتن توان ورودي فقطmW #38;nbsp;10 پيش بيني مي #38;shy;شود كه با مقادير گزارش شده قبلي قابل مقايسه است. مفهوم ارايه شده را مي توان به ساير آثار غيرخطي مرتبه دوم مانند جمع و تفاضل دو فركانس بسط داد.

In this paper, an asymmetric silicon slot waveguide coated with a nonlinear polymer is proposed to obtain efficient second harmonic generation (SHG) from mid-infrared ( #38;lambda; = 3.1 #38;mu;m) to near-infrared ( #38;lambda; = 1.55 #38;mu;m) wavelengths. The required phase matching is fulfilled between fundamental mode at fundamental frequency and third-order mode at SHG by carefully designing the waveguide dimensions. A conversion efficiency of 24.7% is predicted for a low pump power of 10 mW which is comparable to the previously reported results. Our concept can be extended to other second-order nonlinear processes like sum and difference frequency generation.