西北工業(yè)大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院趙建林教授研究團(tuán)隊(duì)在全光纖光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換方面取得重要進(jìn)展。提出了一種二維材料輔助的全光纖波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換方案，利用該方案制備的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器，僅需百微瓦量級(jí)光功率（遠(yuǎn)小于一支普通激光筆的輸出光功率）即可將近紅外光穩(wěn)定地轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光。該技術(shù)在全光纖中實(shí)現(xiàn)光波長(zhǎng)的高效轉(zhuǎn)換，兼容現(xiàn)有成熟的光纖通信和傳感系統(tǒng)，也為其他高性能全光纖非線性器件的實(shí)現(xiàn)開(kāi)辟了新的途徑。

利用全光纖的二階非線性效應(yīng)不僅可以拓展光纖激光器的工作波段，還有望實(shí)現(xiàn)全光纖的線性電光調(diào)制器、纏繞光子對(duì)等，可極大拓展業(yè)已成熟的光纖通信、傳感技術(shù)在信息處理與感知領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。然而，石英光纖的中心反演對(duì)稱性阻礙了其二階非線性效應(yīng)的產(chǎn)生和利用。目前，基于二階非線性效應(yīng)實(shí)現(xiàn)光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換，需要對(duì)光纖進(jìn)行特殊摻雜、極化等復(fù)雜工藝處理，以及高功率脈沖激光泵浦等苛刻條件，因此如何降低光纖中波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的實(shí)現(xiàn)條件，成為困擾科學(xué)家們的一個(gè)難題。

針對(duì)此問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出一種層狀二維材料硒化鎵輔助的全光纖波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器，利用微光纖導(dǎo)波模式的強(qiáng)烈倏逝波與硒化鎵的相互作用，利用百微瓦級(jí)連續(xù)光即可實(shí)現(xiàn)倍頻、和頻等非線性參量轉(zhuǎn)換過(guò)程，進(jìn)而將近紅外光穩(wěn)定地轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光。

相關(guān)研究成果以“High-efficiency second-order nonlinear processes in an optical microfibre assisted by few-layer GaSe”為題，已在國(guó)際光學(xué)頂尖期刊《Light: Science & Applications》發(fā)表。論文第一作者為團(tuán)隊(duì)姜碧強(qiáng)副教授，通訊作者為甘雪濤教授和趙建林教授，西北工業(yè)大學(xué)為唯一作者單位。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41377-020-0304-1