Generatioun vun Oktav-spannend Mëtt-Infrarout mat engem BGSe net-lineare Kristall

Dr.JINWEI ZHANG a seng Equipe mat engem Cr:ZnS Laser System deen 28-fs Impulser op enger zentraler Wellelängt vun 2.4 µm liwwert gëtt als Pompelquell benotzt, déi d'Intra-Puls Differenz Frequenz Generatioun am BGSe Kristall dréit.Als Resultat ass e kohärent Breetband Mid-Infrarout Kontinuum vu 6 bis 18 µm erhalen.Et weist datt de BGSe Kristall e verspriechend Material ass fir Breetband, puer Zyklus Mid-Infrarout Generatioun iwwer Frequenz Down Konversioun mat Femtosecond Pompelquellen.

Aféierung

Mid-Infrarout (MIR) Liicht am Beräich vun 2-20 µm ass nëtzlech fir chemesch a biologesch Identifikatioun wéinst der Präsenz vu ville molekulare charakteristesche Absorptiounslinnen an dëser Spektralregioun.Eng kohärent, wéineg Zyklus Quell mat enger simultaner Ofdeckung vun der breet MIR Gamme kann nei Uwendungen wéi Mirco-Spektroskopie, Femtosecond Pompel-Sond Spektroskopie, an héich-dynamesch-Gamme sensibel Miessunge weider erlaben.

entwéckelt fir kohärent MIR Stralung ze generéieren, sou wéi Synchrotronstrahllinnen, Quantekaskadelaser, Superkontinuumquellen, optesch parametresch Oszilléierer (OPO) an optesch parametresch Verstärker (OPA).Dës Schemaen hunn all hir eege Stäerkten a Schwächten a punkto Komplexitéit, Bandbreedung, Kraaft, Effizienz a Pulsdauer.Ënnert hinnen, Intra-Puls Differenz Frequenz Generatioun (IDFG) lackelt wuessend Opmierksamkeet dank der Entwécklung vun héich-Muecht Femtosecond 2 µm Laser déi effektiv kleng-Bandgap Net-Oxid net-linear Kristaller Pompel kann héich-Muecht Breetband kohärent MIR Liicht ze generéieren.Am Verglach mat den normalerweis benotzten OPOs an OPAs, erlaabt IDFG eng Reduktioun vun der Systemkomplexitéit an der Verbesserung vun der Zouverlässegkeet, well de Besoin fir zwee getrennte Trägere oder Huelraim mat héijer Präzisioun auszegläichen.Ausserdeem ass de MIR Output intrinsesch Carrier-Enveloppe-Phase (CEP) stabil mat IDFG.

Fig 1

Transmissioun Spektrum vun der 1-mm-décke uncoatedBGSe Kristallgëtt vun DIEN TECH.Den Inset weist den eigentleche Kristall deen an dësem Experiment benotzt gëtt.

Fig 2

Experimentell Opstellung vun der MIR Generatioun mat engemBGSe Kristall.OAP, off-axis parabolesche Spigel mat enger effektiver Fokuslängt vun 20 mm;HWP, hallefwelle Plack;TFP, dënn-Film Polarisator;LPF, Langpassfilter.

D'experimentell Ariichten ass an Lalumi illustréiert 2 (a).D'Triebimpulse ginn ufanks generéiert vun engem hausgebaute Kerr-Objektiv Modus-gespaarten Cr:ZnS Oszillator mat engem polykristalline Cr:ZnS Kristall (5 × 2 × 9 mm3, Iwwerdroung = 15% bei 1908nm) als Gewënnmedium gepompelt vun engem Tm-dotéiert Faser Laser bei 1908nm.D'Schwéngung an enger Standwellehöhle liwwert 45-fs Impulser, déi mat enger Widderhuelungsrate vu 69 MHz mat enger Moyennekraaft vun 1 W bei enger Carrierwellelängt vun 2,4 µm funktionnéieren.D'Kraaft gëtt op 3,3 W verstäerkt an engem hausgebauten zweestufegen Een-Pass polykristalline Cr:ZnS Verstärker (5 × 2 × 6 mm3, Transmissioun = 20% bei 1908nm an 5 × 2 × 9 mm3, Iwwerdroung = 15% bei 1908nm), an d'Ausgangspulsdauer gëtt gemooss mat engem hausgebaute Second-Harmonic-Generatioun Frequenz-opléist optesch Gitter (SHG-FROG) Apparat.

Am Joer 2010 gouf en neie biaxiale Chalcogenid net-lineare Kristall, BaGa4Se7 (BGSe), mat der Bridgman-Stockbarger Method fabrizéiert.Et huet e breet Transparenzberäich vun 0,47 bis 18 µm (wéi an der Fig. 1) mat netlineare Koeffizienten vun d11 = 24,3 pm/V an d13 = 20,4 pm/V.D'Transparenzfenster vu BGSe ass wesentlech méi breet wéi ZGP an LGS, obwuel seng Netlinearitéit méi niddereg ass wéi ZGP (75 ± 8 pm / V).Am Géigesaz zu GaSe kann BGSe och am gewënschten Phase-passende Wénkel geschnidde ginn a kann Anti-Reflexioun beschichtet ginn.

Conclusioun

Si hunn eng MIR Quell mat derBGSe Kristallbaséiert op der IDFG Method.E Femtosecond Cr:ZnS Lasersystem an der Wellelängt vun 2,4 µm gouf als Fuerquell benotzt, wat eng simultan Spektraldeckung vu 6 bis 18 µm erméiglecht.Fir déi bescht vun eisem Wëssen, ass dëst déi éischte Kéier Breetband MIR Generatioun an engem BGSe Kristall realiséiert gouf.Den Ausgang gëtt erwaart e puer Zyklus-Pulsdauer ze hunn an och stabil a senger Carrier-Enveloppephase ze sinn.Am Verglach mat anere Kristaller, déi virleefeg Resultat matBGSeweist eng MIR Generatioun mat vergläichbarer breet Bandbreedung (méi breet wéiZGPanLGS) obwuel mat enger méi niddereger duerchschnëttlecher Kraaft a Konversiounseffizienz.Méi héich duerchschnëttlech Kraaft kéint erwaart ginn mat weiderer Optimiséierung vun der Fokuspunktgréisst an der Kristalldicke.Eng besser Kristallqualitéit mat méi héije Schuedschwell wier och gutt fir d'MIR duerchschnëttlech Kraaft a Konversiounseffizienz ze erhéijen.Dëst Wierk weist datBGSe Kristallass e villverspriechend Material fir d'Breetband, kohärent MIR Generatioun.

Kritt de PDF Pabeier

Post Zäit: Dez-07-2020