Johdanto
Keski-infrapunavalo (MIR) alueella 2-20 µm on hyödyllinen kemiallisessa ja biologisessa tunnistamisessa, koska tällä spektrialueella on monia molekyylin tunnusomaisia absorptioviivoja.Johdonmukainen, muutaman syklin lähde, joka kattaa samanaikaisesti laajan MIR-alueen, voi edelleen mahdollistaa uusia sovelluksia, kuten mikrospektroskopiaa, femtosekuntia pumppukoetinspektroskopiaa ja suuren dynaamisen alueen herkkiä mittauksia.
kehitetty tuottamaan koherenttia MIR-säteilyä, kuten synkrotronisädelinjat, kvanttikaskadilaserit, superjatkuvuuslähteet, optiset parametriset oskillaattorit (OPO) ja optiset parametriset vahvistimet (OPA).Näillä kaikilla on omat vahvuutensa ja heikkoutensa monimutkaisuuden, kaistanleveyden, tehon, tehokkuuden ja pulssin keston suhteen.Niiden joukossa pulssinsisäinen erotaajuusgenerointi (IDFG) herättää yhä enemmän huomiota, koska kehitetään suuritehoisia 2 µm:n femtosekuntilasereita, jotka voivat tehokkaasti pumpata pienikaistaisia epälineaarisia ei-oksidikiteitä tuottaakseen suuritehoista laajakaistaista koherenttia MIR-valoa.Verrattuna normaalisti käytettyihin OPO:ihin ja OPA:ihin, IDFG mahdollistaa järjestelmän monimutkaisuuden vähentämisen ja luotettavuuden lisäämisen, koska tarve kohdistaa kaksi erillistä palkkia tai onkaloa suurella tarkkuudella poistetaan.Lisäksi MIR-lähtö on luontaisesti kantoaalto-verhokäyrävaiheen (CEP) stabiili IDFG:n kanssa.
Kuva 1
Lähetysspektri 1 mm:n paksuisessa päällystämättömässäBGSe kristallitarjoaa DIEN TECH.Upote näyttää tässä kokeessa käytetyn todellisen kiteen.
Kuva 2
MIR-sukupolven kokeellinen asennus aBGSe kristalli.OAP, akselin ulkopuolinen parabolinen peili, jonka tehollinen tarkennuspituus on 20 mm;HWP, puoli-aalto-levy;TFP, ohutkalvopolarisaattori;LPF, pitkäpäästösuodatin.
Vuonna 2010 valmistettiin uusi biaksiaalinen kalkogenidin epälineaarinen kide, BaGa4Se7 (BGSe), käyttäen Bridgman-Stockbarger-menetelmää.Sillä on laaja läpinäkyvyysalue 0,47 - 18 µm (kuten kuvassa 1) epälineaarisilla kertoimilla d11 = 24,3 pm/V ja d13 = 20,4 pm/V.BGSe:n läpinäkyvyysikkuna on huomattavasti leveämpi kuin ZGP:n ja LGS:n, vaikka sen epälineaarisuus on pienempi kuin ZGP:n (75 ± 8 pm/V).Toisin kuin GaSe, BGSe voidaan myös leikata halutussa vaiheensovituskulmassa ja se voidaan pinnoittaa heijastuksenestopinnoitteella.
Koejärjestely on kuvattu kuviossa 2(a).Ajopulssit tuotetaan alun perin kotona rakennetusta Kerr-linssillä lukitusta Cr:ZnS-oskillaattorista, jossa on monikiteinen Cr:ZnS-kide (5 × 2 × 9 mm3, lähetys = 15 % aallonpituudella 1908 nm) vahvistusväliaineena. Tm-seostettu kuitulaser aallonpituudella 1908 nm.Värähtely seisovan aallon onkalossa tuottaa 45 fs pulsseja, jotka toimivat 69 MHz:n toistotaajuudella ja keskimääräisellä teholla 1 W kantoaallonpituudella 2,4 µm.Teho vahvistetaan 3,3 W:iin kotitekoisessa kaksivaiheisessa yksipäästöisessä monikiteisessä Cr:ZnS-vahvistimessa (5 × 2 × 6 mm3, lähetys = 20 % aallonpituudella 1908 nm ja 5 × 2 × 9 mm3, lähetys = 15 % 1908 nm), ja lähtöpulssin kesto mitataan kotona rakennetulla toisen harmonisen sukupolven taajuusresoluutiolla optisella hilalaitteella (SHG-FROG).
