Iran ti infurarẹẹdi aarin-octave-spanning nipa lilo kirisita ti kii ṣe deede BGSe

Dr.JINWEI ZHANG ati ẹgbẹ rẹ nipa lilo eto laser: Cr: ZnS fifiranṣẹ awọn isọdi 28-fs ni igbi igbi aarin ti 2.4 µm ni a lo bi orisun fifa soke, eyiti o ṣe iwakọ iran igbohunsafẹfẹ iyatọ intra-pulse inu gara BGSe. Bii abajade, a ti gba igbohunsafefe ibaramu igbohunsafẹfẹ aarin-infurarẹẹdi ti o wa lati 6 si 18 µm. O fihan pe gara BGSe jẹ ohun elo ti o ni ileri fun igbohunsafefe, iran-aarin infurarẹẹdi diẹ-ọmọ nipasẹ iyipada igbohunsafẹfẹ pẹlu awọn orisun fifa femtosecond.

Ifihan

Imọlẹ Mid-infurarẹẹdi (MIR) ni ibiti 2-20 µm jẹ wulo fun kemikali ati idanimọ ti ara nitori wiwa ọpọlọpọ awọn ila ifasita abuda molikula ni agbegbe iwoye yii. Ibaramu kan, orisun iyipo diẹ pẹlu agbegbe igbakanna ti ibiti MIR gbooro le ṣe siwaju awọn ohun elo tuntun bii mirco-spectroscopy, spectroscopy pump-probe femtosecond, ati awọn wiwọn ifura ibiti o ni agbara-agbara pupọ Titi di bayi awọn ero lọpọlọpọ
ti ni idagbasoke lati ṣe ina itọda MIR ti o ni ibamu, gẹgẹbi awọn ila ila ina synchrotron, awọn ina lascade kuatomu, awọn orisun supercontinuum, opitika oscillators opiti (OPO) ati awọn amplifiers onigbọwọ opitika (OPA). Awọn ero wọnyi ni gbogbo wọn ni awọn agbara ati ailagbara tiwọn ni awọn ofin ti idiju, bandiwidi, agbara, ṣiṣe, ati awọn isọ iṣan. Ninu wọn, iran igbohunsafẹfẹ iyatọ intra-pulse (IDFG) n ṣe ifamọra idagba idagbasoke ọpẹ si idagbasoke ti lasers-femtosecond 2 µm lasers ti o le mu fifọ awọn kirisita ti kii ṣe afẹfẹ alailanfani kekere bandgap pupọ lati ṣe ina igbohunsafẹfẹ igbohunsafẹfẹ giga MIR ina. Ti a fiwera si OPO ati OPA ti a lo deede, IDFG ngbanilaaye idinku ninu ilopọ eto ati imudara igbẹkẹle, bi iwulo lati ṣe deede awọn opo meji lọtọ tabi awọn iho ni tito giga ti yọ. Yato si, iṣujade MIR jẹ iduroṣinṣin ti ngbe-apoowe-alakoso (CEP) iduroṣinṣin pẹlu IDFG.

Fig 1

Aworan gbigbe ti kirisita 1-mm ti ko ni awọ BGSe ti a pese nipasẹ DIEN TECH. Inu naa fihan kirisita gangan ti a lo ninu idanwo yii.

Fig 2

Eto idaran ti iran MIR pẹlu gara BGSe kan. OAP, digi parabolic digi-axis pẹlu ipari idojukọ doko ti 20 mm; HWP, awo-igbi idaji; TFP, awo-alaworan fiimu-fẹẹrẹ; LPF, idanimọ gigun-kọja.

Ni ọdun 2010, biaxial chalcogenide crystal nonlinear garax, BaGa4Se7 (BGSe), ti ṣe ni lilo ọna Bridgman-Stockbarger. O ni ibiti o gbooro jakejado lati 0.47 si 18 µm (bi a ṣe han ni Fig 1) pẹlu awọn isomọ iyeida ti d11 = 24.3 pm / V ati d13 = 20.4 pm / V. Window ṣiṣapẹrẹ ti BGSe gbooro pupọ ju ZGP ati LGS botilẹjẹpe aiṣedeede rẹ kere ju ZGP (75 ± 8 pm / V). Ni idakeji si GaSe, BGSe tun le ge ni igun ibaramu alakoso ti o fẹ ati pe o le jẹ ti a bo asọye-iṣaro.

A ṣe apejuwe iṣeto igbidanwo ni Fig 2 (a). Awọn iṣọn awakọ ti wa ni ipilẹṣẹ ni akọkọ lati ipo ti a pa ni ipo Kerr-lẹnsi ti a tii pa Cr: ZnS oscillator pẹlu polycrystalline Cr: ZnS crystal (5 × 2 × 9 mm3, gbigbe = 15% ni 1908nm) bi alabọde ere ti a fa nipasẹ Tm-doped lesa okun ni 1908nm. Oscillation ninu iho igbi iduro n gba awọn isun-ara 45-fs ṣiṣẹ ni iwọn atunwi ti 69 MHz pẹlu agbara apapọ ti 1 W ni igbi gigun ti ngbe ti 2.4 µm. A mu agbara pọ si 3.3 W ni ile-ipele meji ti a ṣe agbekọri polycrystalline Cr-ọkan ti a ṣe ni ile-ile: Oluṣọnwo ZnS (5 × 2 × 6 mm3, gbigbe = 20% ni 1908nm ati 5 × 2 × 9 mm3, gbigbe = 15% ni 1908nm), ati iye akoko pulọọgi o wu ni wiwọn pẹlu ẹrọ ti a ṣe ni ile-keji ti irẹpọ-iran igbohunsafẹfẹ-yanju ohun elo onigbọwọ opitika (SHG-FROG).

DSC_0646Ipari

Wọn ṣe afihan orisun MIR pẹlu gara BGSe ti o da lori ọna IDFG. Cr femtosecond Cr: Eto lensi ZnS ni igbi gigun ti 2.4 µm ni a lo bi orisun awakọ, n mu ki iwoye iwoye nigbakan lati 6 si 18 µm ṣiṣẹ. Si ti o dara julọ ti imọ wa, eyi ni igba akọkọ igbohunsafẹfẹ iran MIR ti a ti ni imuse ninu kirisita BGSe kan. Iṣeduro ni a nireti lati ni awọn gigun gigun iṣan diẹ ati tun lati jẹ iduroṣinṣin ni apakan apoowe ti ngbe. Ti a ṣe afiwe si awọn kirisita miiran, abajade akọkọ pẹlu BGSe fihan iran MIR kan pẹlu afiwe bandiwidi gbooro (ti o gbooro ju ZGP ati LGS) botilẹjẹpe pẹlu agbara apapọ apapọ ati ṣiṣe iyipada. A le reti agbara apapọ ti o ga julọ pẹlu iṣapeye siwaju ti iwọn iranran idojukọ ati sisanra gara. Didara gara ti o dara julọ pẹlu ẹnu-ọna ibajẹ ti o ga julọ yoo tun jẹ anfani fun jijẹ agbara apapọ MIR ati ṣiṣe iyipada. Iṣẹ yii fihan pe gara BGSe jẹ ohun elo ti o ni ileri fun igbohunsafefe, iran MIR ti o ni ibatan.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu kejila-07-2020