Ipilẹṣẹ octave-nla aarin-infurarẹẹdi nipa lilo kristali ti kii ṣe BGse kan

Dr.JINWEI ZHANG ati ẹgbẹ rẹ ni lilo ẹrọ laser Cr: ZnS ti n jiṣẹ awọn isunmi 28-fs ni iwọn gigun ti aarin ti 2.4 µm ni a lo bi orisun fifa, eyiti o n ṣe iran igbohunsafẹfẹ intra-pulse iyatọ inu garawa BGse.Bi abajade, a ti gba igbohunsafefe agbedemeji infurarẹẹdi agbedemeji lati 6 si 18 µm.O fihan pe kristali BGse jẹ ohun elo ti o ni ileri fun igbohunsafefe, iran aarin-infurarẹẹdi kekere-yara nipasẹ iyipada si isalẹ igbohunsafẹfẹ pẹlu awọn orisun fifa femtosecond.

Ọrọ Iṣaaju

Ina infurarẹẹdi aarin (MIR) ni iwọn 2-20 µm jẹ iwulo fun kemikali ati idanimọ ti ibi nitori wiwa ọpọlọpọ awọn laini gbigba abuda ti molikula ni agbegbe iwoye yii.Isopọmọra, orisun-ọna diẹ pẹlu agbegbe igbakanna ti iwọn MIR gbooro le tun jẹ ki awọn ohun elo tuntun bii mirco-spectroscopy, femtosecond pump-probe spectroscopy, ati awọn wiwọn ifura-giga ti o ni agbara Titi di bayi ọpọlọpọ awọn ero ti ni.
ti ni idagbasoke lati ṣe ina itankalẹ MIR isọdọkan, gẹgẹbi awọn laini ina ina synchrotron, awọn lasers cascade quantum, awọn orisun supercontinuum, oscillators parametric oscillators (OPO) ati awọn amplifiers parametric opitika (OPA).Gbogbo awọn ero wọnyi ni awọn agbara ati ailagbara tiwọn ni awọn ofin ti idiju, bandiwidi, agbara, ṣiṣe, ati awọn akoko pulse.Lara wọn, iran igbohunsafẹfẹ iyatọ intra-pulse (IDFG) n ṣe ifamọra akiyesi ti ndagba ọpẹ si idagbasoke ti agbara giga femtosecond 2 µm lasers ti o le fa fifalẹ awọn kirisita kekere ti kii-oxide ti kii ṣe oxide lati ṣe ina ina MIR isọdọkan agbara-giga.Ti a ṣe afiwe si awọn OPO ati awọn OPA ti a lo deede, IDFG ngbanilaaye idinku ninu idiju eto ati imudara igbẹkẹle, bi iwulo lati ṣe deede awọn opo meji lọtọ tabi awọn iho ni pipe ti o ga julọ ti yọkuro.Yato si, iṣelọpọ MIR jẹ iduroṣinṣin ti ngbe-envelope-phase (CEP) pẹlu IDFG.

Aworan 1

Iyatọ gbigbe ti 1-mm-nipọn ti a ko boBGse kirisitapese nipa DIEN TECH.Awọn inset fihan awọn gangan gara ti a lo ninu yi ṣàdánwò.

Aworan 2

Iṣeto idanwo ti iran MIR pẹlu kanBGse kirisita.OAP, digi parabolic pa-axis pẹlu ipari idojukọ doko ti 20 mm;HWP, idaji-igbi awo;TFP, tinrin-filimu polarizer;LPF, àlẹmọ gigun-gun.

Ni 2010, titun biaxial chalcogenide kristali aiṣedeede, BaGa4Se7 (BGSe), ti jẹ iṣelọpọ nipa lilo ọna Bridgman-Stockbarger.O ni iwọn iṣipaya jakejado lati 0.47 si 18 µm (gẹgẹbi a ṣe han ni Ọpọtọ 1) pẹlu awọn onisọdipúpọ aiṣedeede ti d11 = 24.3 pm/V ati d13 = 20.4 pm/V.Ferese akoyawo ti BGse gbooro ni pataki ju ZGP ati LGS botilẹjẹpe aiṣedeede rẹ kere ju ZGP (75 ± 8 pm/V).Ni idakeji si GaSe, BGse tun le ge ni igun ti o baamu ipele ti o fẹ ati pe o le jẹ ti a bo egboogi-iroyin.

Iṣeto esiperimenta jẹ alaworan ni aworan 2 (a).Awọn iṣọn awakọ jẹ ipilẹṣẹ lati inu ile-itumọ ti ipo Kerr-lẹnsi ti o ni titiipa Cr: ZnS oscillator pẹlu polycrystalline Cr: ZnS crystal (5 × 2 × 9 mm3, gbigbe = 15% ni 1908nm) bi alabọde ere ti fa soke nipasẹ a Tm-doped okun lesa ni 1908nm.Oscillation ti o wa ninu iho-igbi ti o duro n pese awọn iṣọn 45-fs ti n ṣiṣẹ ni iwọn atunwi kan ti 69 MHz pẹlu agbara aropin ti 1 W ni gigun gigun ti 2.4 µm.Agbara naa ti pọ si 3.3 W ni ile ti a ṣe ni ipele meji-kọja polycrystalline Cr: ZnS amplifier (5 × 2 × 6 mm3, gbigbe = 20% ni 1908nm ati 5 × 2 × 9 mm3, gbigbe = 15% ni 1908nm), ati pe iye akoko pulse ti o wu jade jẹ iwọn pẹlu ile-itumọ ti ile-keji-ibaramu-iran igbohunsafẹfẹ-ipinnu grating opitika (SHG-FROG).

DSC_0646Ipari

Wọn ṣe afihan orisun MIR pẹlu awọnBGse kirisitada lori IDFG ọna.A femtosecond Cr: Eto laser ZnS ni igbi gigun ti 2.4 µm ni a lo bi orisun awakọ, ti n muu ṣiṣẹ agbegbe iwoye nigbakanna lati 6 si 18 µm.Si ti o dara julọ ti imọ wa, eyi ni igba akọkọ ti iran MIR gbohungbohun ti ṣe imuse ni kristali BGse kan.Ijadejade naa ni a nireti lati ni awọn akoko pulse gigun-diẹ ati tun lati jẹ iduroṣinṣin ni ipele apoowe ti ngbe.Ti a ṣe afiwe si awọn kirisita miiran, abajade alakoko pẹluBGSeṣe afihan iran MIR kan pẹlu bandiwidi gbooro ti afiwera (fife juZGPatiLGS) botilẹjẹpe pẹlu agbara apapọ kekere ati ṣiṣe iyipada.Agbara apapọ ti o ga julọ le nireti pẹlu iṣapeye siwaju ti iwọn iranran idojukọ ati sisanra gara.Didara gara ti o dara julọ pẹlu iloro ibajẹ ti o ga julọ yoo tun jẹ anfani fun jijẹ agbara apapọ MIR ati ṣiṣe iyipada.Iṣẹ yii fihan peBGse kirisitajẹ ohun elo ti o ni ileri fun àsopọmọBurọọdubandi, iran MIR isokan.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu kejila-07-2020