Introducere
Lumina cu infraroșu mediu (MIR) în intervalul 2-20 µm este utilă pentru identificarea chimică și biologică datorită prezenței multor linii de absorbție caracteristice moleculare în această regiune spectrală.O sursă coerentă, cu câteva cicluri, cu o acoperire simultană a gamei largi de MIR, poate permite în continuare noi aplicații, cum ar fi micro-spectroscopie, spectroscopie cu pompă de femtosecundă și măsurători sensibile la interval dinamic înalt Până în prezent, numeroase scheme au avut
a fost dezvoltat pentru a genera radiații MIR coerente, cum ar fi linii de fascicul sincrotron, lasere cu cascadă cuantică, surse supercontinuum, oscilatoare optice parametrice (OPO) și amplificatoare optice parametrice (OPA).Toate aceste scheme au propriile lor puncte forte și puncte slabe în ceea ce privește complexitatea, lățimea de bandă, puterea, eficiența și durata impulsului.Printre acestea, generarea de frecvență a diferenței intra-puls (IDFG) atrage o atenție din ce în ce mai mare datorită dezvoltării laserelor femtosecunde de 2 µm de mare putere care pot pompa în mod eficient cristale neliniare neoxidice cu bandă interzisă mică pentru a genera lumină MIR coerentă de bandă largă de mare putere.În comparație cu OPO-urile și OPA-urile utilizate în mod normal, IDFG permite o reducere a complexității sistemului și o îmbunătățire a fiabilității, deoarece este eliminată necesitatea de a alinia două grinzi sau cavități separate cu precizie ridicată.În plus, ieșirea MIR este intrinsec stabilă în fază de transport (CEP) cu IDFG.
Fig 1
Spectrul de transmisie al neacoperite cu grosimea de 1 mmCristal BGSefurnizat de DIEN TECH.Insertul arată cristalul real folosit în acest experiment.
Fig 2
Configurare experimentală a generației MIR cu aCristal BGSe.OAP, oglindă parabolică în afara axei cu o lungime efectivă de focalizare de 20 mm;HWP, placă semi-undă;TFP, polarizator cu peliculă subțire;LPF, filtru trece lung.
În 2010, un nou cristal neliniar de calcogenură biaxială, BaGa4Se7 (BGSe), a fost fabricat folosind metoda Bridgman-Stockbarger.Are o gamă largă de transparență de la 0,47 la 18 µm (așa cum se arată în Fig. 1) cu coeficienți neliniari de d11 = 24,3 pm/V și d13 = 20,4 pm/V.Fereastra de transparență a BGSe este semnificativ mai largă decât ZGP și LGS, deși neliniaritatea sa este mai mică decât ZGP (75 ± 8 pm/V).Spre deosebire de GaSe, BGSe poate fi, de asemenea, tăiat la unghiul de potrivire de fază dorit și poate fi acoperit cu antireflexie.
Configurația experimentală este ilustrată în Fig. 2(a).Impulsurile de antrenare sunt generate inițial de la un oscilator Cr:ZnS blocat în mod cu lentile Kerr construit în casă cu un cristal Cr:ZnS policristalin (5 × 2 × 9 mm3, transmisie = 15% la 1908 nm) ca mediu de câștig pompat de un Laser cu fibră dopată Tm la 1908 nm.Oscilația într-o cavitate de unde staționare furnizează impulsuri de 45 fs care funcționează la o rată de repetiție de 69 MHz cu o putere medie de 1 W la o lungime de undă purtătoare de 2,4 µm.Puterea este amplificată la 3,3 W într-un amplificator Cr:ZnS policristalin cu două trepte construit acasă (5 × 2 × 6 mm3, transmisie=20% la 1908nm și 5 × 2 × 9 mm3, transmisie=15% la 1908nm), iar durata impulsului de ieșire este măsurată cu un aparat de rețea optică cu rezoluție în frecvență (SHG-FROG) de generație a doua armonică construit acasă.
