Ievads
Vidējā infrasarkanā (MIR) gaisma diapazonā no 2 līdz 20 µm ir noderīga ķīmiskai un bioloģiskai identifikācijai, jo šajā spektra apgabalā ir daudzas molekulārās raksturīgās absorbcijas līnijas.Saskanīgs, dažu ciklu avots ar vienlaicīgu plašā MIR diapazona pārklājumu var vēl vairāk nodrošināt jaunus lietojumus, piemēram, mikrospektroskopiju, femtosekundes sūkņa zondes spektroskopiju un augsta dinamiskā diapazona jutīgus mērījumus. Līdz šim ir izmantotas daudzas shēmas.
ir izstrādāti, lai radītu koherentu MIR starojumu, piemēram, sinhrotronu staru līnijas, kvantu kaskādes lāzerus, superkontinuuma avotus, optiskos parametriskos oscilatorus (OPO) un optiskos parametriskos pastiprinātājus (OPA).Visām šīm shēmām ir savas stiprās un vājās puses sarežģītības, joslas platuma, jaudas, efektivitātes un impulsa ilguma ziņā.Tostarp impulsa starpības frekvences ģenerēšana (IDFG) piesaista arvien lielāku uzmanību, pateicoties jaudīgu femtosekundes 2 µm lāzeru izstrādei, kas var efektīvi sūknēt mazas joslas spraugas neoksīdu nelineārus kristālus, lai radītu jaudīgu platjoslas koherentu MIR gaismu.Salīdzinājumā ar parasti izmantotajiem OPO un OPA, IDFG ļauj samazināt sistēmas sarežģītību un uzlabot uzticamību, jo tiek novērsta nepieciešamība ar augstu precizitāti izlīdzināt divus atsevišķus starus vai dobumus.Turklāt MIR izeja pēc būtības ir nesēja aploksnes fāzes (CEP) stabila ar IDFG .
1. att
1 mm bieza nepārklāta pārraides spektrsBGSe kristālsnodrošina DIEN TECH.Ieliktnis parāda faktisko kristālu, kas tika izmantots šajā eksperimentā.
2. att
MIR paaudzes eksperimentāla iestatīšana ar aBGSe kristāls.OAP, ārpusass paraboliskais spogulis ar efektīvo fokusa garumu 20 mm;HWP, pusviļņu plāksne;TFP, plānslāņa polarizators;LPF, garās caurlaides filtrs.
2010. gadā, izmantojot Bridžmena-Stockbarger metodi, tika izgatavots jauns biaksiāls halkogenīda nelineārs kristāls BaGa4Se7 (BGSe).Tam ir plašs caurspīdīguma diapazons no 0,47 līdz 18 µm (kā parādīts 1. attēlā) ar nelineārajiem koeficientiem d11 = 24,3 pm/V un d13 = 20,4 pm/V.BGSe caurspīdīguma logs ir ievērojami plašāks nekā ZGP un LGS, lai gan tā nelinearitāte ir zemāka nekā ZGP (75 ± 8 pm/V).Atšķirībā no GaSe, BGSe var arī sagriezt vēlamajā fāzes saskaņošanas leņķī, un to var pārklāt ar pretatstarošanas pārklājumu.
Eksperimentālā iekārta ir parādīta 2(a) attēlā.Braukšanas impulsi sākotnēji tiek ģenerēti no pašbūvēta Kerra objektīva režīma bloķēta Cr:ZnS oscilatora ar polikristālisku Cr:ZnS kristālu (5 × 2 × 9 mm3, pārraide = 15% pie 1908 nm) kā pastiprinājuma vidi, ko sūknē Tm leģēts šķiedru lāzers pie 1908 nm.Svārstības stāvviļņu dobumā nodrošina 45 fs impulsus, kas darbojas ar atkārtošanās frekvenci 69 MHz ar vidējo jaudu 1 W pie nesēja viļņa garuma 2,4 µm.Jauda tiek pastiprināta līdz 3,3 W pašbūvētā divpakāpju vienpakāpes polikristāliskā Cr:ZnS pastiprinātājā (5 × 2 × 6 mm3, pārraide = 20% pie 1908 nm un 5 × 2 × 9 mm3, pārraide = 15% pie 1908 nm), un izejas impulsa ilgums tiek mērīts ar pašbūvētu otrās paaudzes frekvences izšķirtspējas optiskā režģa (SHG-FROG) aparātu.
