기체를 채운 중공빛량자결정섬유(HC-PCF)들은 기체비선형광학에서 커다란 주목을 끌고있는데 그것은 기본모드들사이의 호상작용길이가 길고 단위출력당 높은 세기, 높은 파괴턱값과 압력을 변화시켜 분산을 조종할수 있기때문이다. 속심의 직경이 큰 경우에 위상정합조건은 보통 기체압력이 낮을것을 요구하는데 이것은 기체의 비선형성을 작게 한다. 더우기 파수벡토르부정합과 군속도차를 동시에 제거하는것은 대단히 힘들다.
우리는 기체압력에 대한 음향학적으로 유도된 섭동이 HC-PCF에서 비선형주파수변환을 위한 파수벡토르부정합을 보상하며 동시에 압력을 변화시켜 분산을 조종하여 군속도차효과를 줄일수 있다는것을 보여주었다.
비선형발진은 음향학적으로 유도된 섭동을 주어 실현할수 있다.
물리적모형으로서 Ar기체를 채운 HC-PCF에서 3차조화발진(THG)을 위한 음향학적으로 유도된 준위상정합(QPM)을 고찰한다. 음파는 기체의 밀도변화를 일으키며 섬유안에서 물질분산과 비선형성을 변화시킨다. Ar을 채운 HC-PCF에서 THG를 통하여 800nm초고속 Ti:청옥레이자임풀스로부터 266nm의 임풀스가 얻어진다.
연구에서는 기체를 채운 구조들에서 음향학적섭동이 파수부정합을 보상하고 기체비선형광학과정들을 위한 새로운 형태의 QPM을 일으킨다는것을 보여주었다. 음향학적으로 유도된 QPM에 대한 개념은 4파혼합과 합주파수발진과 같은 기체를 채운 구조들에서 다른 종류의 비선형광학적과정들에도 응용할수 있다.
우리의 연구결과는 잡지 《Optik-International Journal for Light and Electron Optics》에 《Acoustically-switchable nonlinear frequency conversion in gas-filled hollow-core photonic crystal fibers》 (https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2023.171414) 의 제목으로 출판되였다.
