Infragorri erdiko zortzidunen sorrera BGSe kristal ez-lineal bat erabiliz

JINWEI ZHANG doktoreak eta bere taldeak 2,4 µm-ko uhin-luzera zentralean 28-fs pultsuak ematen dituen Cr:ZnS laser sistema erabiltzen da ponpa-iturburu gisa, BGSe kristalaren barruko pultsuen arteko diferentziaren maiztasuna sortzen duena.Ondorioz, 6 eta 18 µm bitarteko infragorri erdiko banda zabaleko continuum koherentea lortu da.BGSe kristala banda zabaleko eta ziklo gutxiko infragorrien sorkuntzarako material itxaropentsua dela erakusten du, maiztasun beheranzko bihurketaren bidez femtosegundoko ponpa iturriekin.

Sarrera

Infragorri ertaineko (MIR) 2-20 µm bitarteko argia erabilgarria da identifikazio kimiko eta biologikorako, eskualde espektral honetan xurgapen-lerro molekular asko daudelako.MIR sorta zabalaren aldibereko estaldura duen ziklo gutxiko iturri koherente batek aplikazio berriak gehiago ahalbidetu ditzake, hala nola mirko-espektroskopia, femtosegundoko ponpa-zunda espektroskopia eta gama dinamiko handiko neurketak. Orain arte, eskema ugari izan dira
MIR erradiazio koherentea sortzeko garatu da, hala nola, sinkrotroi izpi-lerroak, jauzi kuantikoko laserrak, iturri superkontinuoak, osziladore parametriko optikoek (OPO) eta anplifikatzaile parametriko optikoek (OPA).Eskema hauek guztiek dituzte beren indarguneak eta ahuleziak konplexutasunari, banda zabalerari, potentziari, eraginkortasunari eta pultsuen iraupenei dagokienez.Horien artean, pultsu barruko diferentziaren maiztasun-sorkuntzak (IDFG) gero eta arreta handiagoa ematen ari da potentzia handiko femtosegundoko 2 µm-ko laserrak garatzeari esker, banda txikiko ez-oxidozko kristal ez-linealak eraginkortasunez ponpa ditzaketen potentzia handiko banda zabaleko MIR argi koherentea sortzeko.Normalean erabiltzen diren OPO eta OPAekin alderatuta, IDFG-k sistemaren konplexutasuna murriztea eta fidagarritasuna hobetzea ahalbidetzen du, doitasun handiko bi habe edo barrunbe bereizi lerrokatzeko beharra kentzen baita.Gainera, MIR irteera berez eramaile-envelope-phase (CEP) egonkorra da IDFG-rekin.

1. irudia

Estali gabeko 1 mm-ko lodierako transmisio-espektroaBGSe kristalaDIEN TECH-ek emandakoa.Txertaketak esperimentu honetan erabilitako benetako kristala erakusten du.

2. irudia

MIR belaunaldiaren konfigurazio esperimentala aBGSe kristala.OAP, ardatzetik kanpoko ispilu parabolikoa 20 mm-ko foku-luzera eraginkorra duena;HWP, uhin erdiko plaka;TFP, film meheko polarizadorea;LPF, pasabide luzeko iragazkia.

2010ean, kalkogenuro biaxial ez-lineal kristal berri bat, BaGa4Se7 (BGSe), fabrikatu zen Bridgman-Stockbarger metodoa erabiliz.0,47 eta 18 µm arteko gardentasun-tarte zabala du (1. irudian ikusten den bezala) d11 = 24,3 pm/V eta d13 = 20,4 pm/V koefiziente ez-linealekin.BGSe-ren gardentasun-leihoa ZGP eta LGS baino nabarmen zabalagoa da, nahiz eta bere ez-linealtasuna ZGP baino txikiagoa den (75 ± 8 pm/V).GaSe-rekin ez bezala, BGSe nahi den fase-matxurako angeluan ere moztu daiteke eta islapenaren aurkako estaldura izan daiteke.

Konfigurazio esperimentala 2 (a) irudian azaltzen da.Gidatzeko pultsuak hasiera batean, etxean eraikitako Kerr lente moduko blokeatuta dagoen Cr:ZnS osziladore batetik sortzen dira Cr:ZnS kristal polikristalino batekin (5 × 2 × 9 mm3, transmisioa = % 15 1908 nm-tan) batek ponpatzen duen irabazi-medio gisa. Tm dopatutako zuntz laserra 1908nm-n.Uhin geldikorreko barrunbe batean oszilazioa 45 fs-ko pultsuak ematen ditu 69 MHz-ko errepikapen-tasa batean 1 W-ko batez besteko potentziarekin 2,4 µm-ko uhin-luzeran.Potentzia 3,3 W-ra handitzen da etxean eraikitako bi etapa bakarreko Cr:ZnS anplifikadore polikristalino batean (5 × 2 × 6 mm3, transmisioa = % 20 1908 nm eta 5 × 2 × 9 mm3 , transmisioa = % 15ean). 1908nm), eta irteerako pultsuaren iraupena etxean eraikitako bigarren belaunaldiko harmonikoaren maiztasun-ebatzitako sare optikoarekin (SHG-FROG) aparatu batekin neurtzen da.

DSC_0646Ondorioa

MIR iturri bat frogatu duteBGSe kristalaIDFG metodoan oinarrituta.2,4 µm-ko uhin-luzerako Cr:ZnS femtosegundoko laser sistema bat erabili zen gidatzeko iturri gisa, 6 eta 18 µm arteko aldibereko estaldura espektrala ahalbidetuz.Dakigunez, banda zabaleko MIR belaunaldia BGSe kristal batean gauzatzen den lehen aldia da.Irteerak ziklo gutxiko pultsuen iraupena izango duela eta, gainera, egonkorra izango da bere eramaile-inguruko fasean.Beste kristalekin alderatuta, aurretiazko emaitzarekinBGSeMIR belaunaldia erakusten du banda-zabalera konparagarria duena (baino zabalagoa).ZGPetaLGS) batez besteko potentzia eta bihurtze-efizientzia txikiagoa izan arren.Batez besteko potentzia handiagoa espero zitekeen foku-puntuen tamaina eta kristalen lodieraren optimizazio gehiagorekin.Kalte atalase handiagoa duen kristal kalitate hobea izatea ere onuragarria izango litzateke MIR batez besteko potentzia eta bihurtze-eraginkortasuna handitzeko.Lan honek hori erakusten duBGSe kristalabanda zabaleko MIR belaunaldi koherenterako material itxaropentsua da.
Argitalpenaren ordua: 2020-12-07