Inleiding
Mid-infrarooi (MIR) lig in die reeks van 2-20 µm is nuttig vir chemiese en biologiese identifikasie as gevolg van die teenwoordigheid van baie molekulêre kenmerkende absorpsielyne in hierdie spektrale gebied.'n Koherente, min-siklusbron met 'n gelyktydige dekking van die breë MIR-reeks kan nuwe toepassings verder moontlik maak soos mirko-spektroskopie, femtosekonde pomp-sonde spektroskopie, en hoë-dinamiese-reeks sensitiewe metings Tot nou toe het talle skemas
is ontwikkel om samehangende MIR-straling te genereer, soos sinchrotronstraallyne, kwantumkaskadelasers, superkontinuumbronne, optiese parametriese ossillators (OPO) en optiese parametriese versterkers (OPA).Hierdie skemas het almal hul eie sterk- en swakpunte in terme van kompleksiteit, bandwydte, krag, doeltreffendheid en polsduur.Onder hulle trek intra-pulsverskil frekwensie generering (IDFG) toenemende aandag danksy die ontwikkeling van hoë-krag femtosekonde 2 µm lasers wat effektief kleinbandgaping nie-oksied nie-lineêre kristalle kan pomp om hoëkrag breëband koherente MIR lig te genereer.In vergelyking met die normaalweg gebruikte OPO's en OPA's, laat IDFG 'n vermindering in stelselkompleksiteit en verbetering van betroubaarheid toe, aangesien die behoefte om twee afsonderlike balke of holtes met hoë presisie in lyn te bring, verwyder word.Boonop is die MIR-uitset intrinsiek draer-omhulsel-fase (CEP) stabiel met IDFG.
Fig 1
Transmissiespektrum van die 1 mm dik onbedekteBGSe kristalverskaf deur DIEN TECH.Die insetsel wys die werklike kristal wat in hierdie eksperiment gebruik is.
Fig 2
Eksperimentele opstelling van die MIR-generasie met 'nBGSe kristal.OAP, af-as paraboliese spieël met 'n effektiewe fokuslengte van 20 mm;HWP, halfgolfplaat;TFP, dun-film polarisator;LPF, langdeurlaatfilter.
In 2010 is 'n nuwe tweeassige chalkogenied nie-lineêre kristal, BaGa4Se7 (BGSe), vervaardig deur die Bridgman-Stockbarger-metode te gebruik.Dit het 'n wye deursigtigheidsreeks van 0.47 tot 18 µm (soos getoon in Fig. 1) met nie-lineêre koëffisiënte van d11 = 24.3 pm/V en d13 = 20.4 pm/V.Die deursigtigheidsvenster van BGSe is aansienlik breër as ZGP en LGS alhoewel die nie-lineariteit daarvan laer is as ZGP (75 ± 8 pm/V).In teenstelling met GaSe, kan BGSe ook teen die verlangde fase-aanpassingshoek gesny word en kan anti-refleksie bedek word.
Die eksperimentele opstelling word in Fig. 2(a) geïllustreer.Die dryfpulse word aanvanklik gegenereer vanaf 'n tuisgeboude Kerr-lens-modus-geslote Cr:ZnS-ossillator met 'n polikristallyne Cr:ZnS-kristal (5 × 2 × 9 mm3, transmissie=15% by 1908nm) as die versterkingsmedium wat deur 'n Tm-gedoteerde vesellaser by 1908nm.Die ossillasie in 'n staandegolfholte lewer 45-fs-pulse wat teen 'n herhalingstempo van 69 MHz werk met 'n gemiddelde drywing van 1 W by 'n dragolflengte van 2.4 µm.Die drywing word versterk tot 3.3 W in 'n tuisgeboude twee-stadium enkeldeurlaat polikristallyne Cr:ZnS versterker (5 × 2 × 6 mm3, transmissie=20% by 1908nm en 5 × 2 × 9 mm3, transmissie=15% by 1908nm), en die uitsetpulsduur word gemeet met 'n tuisgeboude tweede-harmoniese generasie frekwensie-opgeloste optiese rooster (SHG-FROG) apparaat.
