BGSe qeyri-xətti kristaldan istifadə edərək oktava yayılmış orta infraqırmızı nəsil

Dr.JINWEI ZHANG və qrupu, 2.4 µm mərkəzi dalğa uzunluğunda 28-fs impulslar verən Cr: ZnS lazer sistemi istifadə edərək BGSe büllurunun içərisindəki nəbz fərqi tezliyini yaradan nasos mənbəyi olaraq istifadə olunur. Nəticədə, 6 ilə 18 µm arasında olan bir əlaqəli genişzolaqlı orta infraqırmızı davamlılıq əldə edildi. BGSe kristalının femtosaniyəli nasos mənbələri ilə aşağıya çevrilmə yolu ilə genişzolaqlı, az dövrlü orta infraqırmızı nəsil üçün perspektivli bir material olduğunu göstərir.

Giriş

2-20 µm aralığında orta infraqırmızı (MIR) işıq bu spektral bölgədə bir çox molekulyar xarakterik udma xəttinin olması səbəbindən kimyəvi və bioloji identifikasiya üçün faydalıdır. Geniş MIR aralığını eyni vaxtda əhatə edən tutarlı, az dövriyyəli bir qaynaq, mirko-spektroskopiya, femtosaniyəli nasos probu spektroskopiyası və yüksək dinamik aralığa həssas ölçmələr kimi yeni tətbiqetmələri daha da təmin edə bilər.
sinxrotron şüa xətləri, kvant kaskad lazerləri, superkontinuum mənbələri, optik parametrik osilatorlar (OPO) və optik parametrik gücləndiricilər (OPA) kimi əlaqəli MIR şüalanması yaratmaq üçün hazırlanmışdır. Bu sxemlərin hamısı mürəkkəblik, bant genişliyi, güc, effektivlik və nəbz müddətləri baxımından öz güclü və zəif tərəflərinə malikdir. Bunların içərisində nəbz fərqi tezliyi əmələ gətirməsi (IDFG), yüksək güclü genişzolaqlı əlaqəli MIR işığı yaratmaq üçün kiçik bantlı qeyri-oksid qeyri-xətti kristalları effektiv şəkildə pompalaya bilən yüksək güclü femtosaniyədə 2 µm lazerlərin inkişafı sayəsində artan diqqəti cəlb edir. Normal istifadə olunan OPO və OPA ilə müqayisədə, IDFG, sistemin mürəkkəbliyində azalma və etibarlılığın artırılmasına imkan verir, çünki iki ayrı şüa və ya boşluğu yüksək dəqiqliklə hizalamaq zərurəti aradan qaldırılır. Bundan əlavə, MIR çıxışı, IDFG ilə daxili olaraq daşıyıcı-zərf fazı (CEP) sabitdir.

Şəkil 1

DIEN TECH tərəfindən təmin olunan 1 mm qalınlığında örtüklü BGSe kristalının ötürmə spektri. İç hissə bu təcrübədə istifadə olunan həqiqi kristalı göstərir.

Şəkil 2

Bir BGSe kristalı ilə MIR nəslinin eksperimental quraşdırılması. OAP, effektiv fokus uzunluğu 20 mm olan oxdan kənar parabolik güzgü; HWP, yarım dalğa boşqab; TFP, nazik film polarizatoru; LPF, uzun ötürmə filtri.

2010-cu ildə, Bridgman-Stockbarger metodu ilə yeni bir iki eksenli xalkogenid qeyri-xətti kristal BaGa4Se7 (BGSe) istehsal edilmişdir. D11 = 24.3 pm / V və d13 = 20.4 pm / V qeyri-xətti əmsalları ilə 0.47 - 18 µm arasında (şəkil 1-də göstərildiyi kimi) geniş şəffaflıq üçündür. BGSe-nin şəffaflıq pəncərəsi ZGP və LGS-dən xeyli genişdir, baxmayaraq ki qeyri-xətti ZGP-dən (75 ± 8 pm / V) daha aşağıdır. GaSe-dən fərqli olaraq, BGSe istədiyiniz faza uyğun açıda kəsilə bilər və əks-örtüklə örtülmüş ola bilər.

Təcrübə qurğusu Şəkil 2 (a) -də göstərilmişdir. İdarəetmə impulsları əvvəlcə evdə qurulmuş Kerr-lens rejimi ilə kilidlənmiş Cr: ZnS osilatorundan polikristal Cr: ZnS kristalından (5 × 2 × 9 mm3, ötürmə = 158 190nn-də) qazma mühiti kimi istehsal olunur. 1908nm-də TM-doped lif lazer. Daimi dalğa boşluğundakı salınım 2.4 µm bir daşıyıcı dalğa uzunluğunda ortalama gücü 1 W olan 69 MHz təkrar sürətində işləyən 45 fs nəbz verir. Güc evdə qurulmuş iki pilləli tək keçidli polikristal Cr: ZnS gücləndiricisində 3.3 W-ə qədər artırılır (5 × 2 × 6 mm3, ötürmə = 1908nm-də 20% və 5 × 2 × 9 mm3, ötürmə = 15% 1908nm) və çıxış nəbzinin müddəti evdə qurulmuş ikinci harmonik nəsil tezliklə həll olunan optik ızgara (SHG-FROG) aparatı ilə ölçülür.

DSC_0646Nəticə

IDFG metoduna əsaslanan BGSe kristallı bir MIR mənbəyi nümayiş etdirdilər. 2.4 µm dalğa uzunluğundakı femtosaniyəli Cr: ZnS lazer sistemi hərəkət mənbəyi olaraq istifadə edildi və 6-18 µm arasında eyni vaxtda spektral əhatə imkanını verdi. Bildiyimiz qədər, genişzolaqlı MIR nəslinin BGSe kristalında ilk dəfə reallaşdırılmasıdır. Çıxışın az dövrlü nəbz müddətlərinə və daşıyıcı-zərf mərhələsində sabit olacağı gözlənilir. Digər kristallarla müqayisədə, BGSe ilə ilkin nəticə, daha az orta gücə və çevrilmə səmərəliliyinə sahib olsa da, müqayisə edilə bilən geniş bant genişliyi (ZGP və LGS-dən daha geniş) bir MIR nəslini göstərir. Fokus nöqtəsinin ölçüsü və kristal qalınlığının daha da optimallaşdırılması ilə daha yüksək orta güc gözlənilir. Daha yüksək ziyan həddinə sahib olan daha yaxşı bir kristal keyfiyyəti, MIR-in orta gücünü və çevrilmə effektivliyini artırmaq üçün də faydalı olardı. Bu iş BGSe kristalının genişzolaqlı, əlaqəli MIR nəsli üçün perspektivli bir material olduğunu göstərir.
Göndərmə vaxtı: 07.07.2020