Introdución
A luz infravermella media (MIR) no rango de 2-20 µm é útil para a identificación química e biolóxica debido á presenza de moitas liñas de absorción características moleculares nesta rexión espectral.Unha fonte coherente de poucos ciclos cunha cobertura simultánea do amplo rango MIR pode permitir aínda máis novas aplicacións como a microespectroscopia, a espectroscopia de sonda de bomba de femtosegundo e as medicións sensibles de alto rango dinámico.
desenvolveuse para xerar radiación MIR coherente, como liñas de feixe de sincrotrón, láseres en cascada cuántica, fontes supercontinuas, osciladores ópticos paramétricos (OPO) e amplificadores ópticos paramétricos (OPA).Todos estes esquemas teñen os seus propios puntos fortes e débiles en termos de complexidade, ancho de banda, potencia, eficiencia e duración do pulso.Entre eles, a xeración de frecuencia de diferenza intra-pulso (IDFG) está a atraer cada vez máis a atención grazas ao desenvolvemento de láseres femtosegundos de 2 µm de alta potencia que poden bombear eficazmente cristais non lineais de óxido de banda pequena para xerar luz MIR coherente de banda ancha de alta potencia.En comparación cos OPO e OPA que se usan normalmente, IDFG permite unha redución da complexidade do sistema e unha mellora da fiabilidade, xa que se elimina a necesidade de aliñar dúas vigas ou cavidades separadas con alta precisión.Ademais, a saída MIR é intrínsecamente estable en fase de sobre portadora (CEP) con IDFG.
Figura 1
Espectro de transmisión do non revestido de 1 mm de espesorCristal BGSeproporcionado por DIEN TECH.O recuadro mostra o cristal real usado neste experimento.
Figura 2
Configuración experimental da xeración MIR con aCristal BGSe.OAP, espello parabólico fóra do eixe cunha lonxitude de foco efectiva de 20 mm;HWP, placa de media onda;TFP, polarizador de película fina;LPF, filtro de paso longo.
En 2010, un novo cristal biaxial de calcoxenuro non lineal, BaGa4Se7 (BGSe), foi fabricado mediante o método Bridgman-Stockbarger.Ten un amplo intervalo de transparencia de 0,47 a 18 µm (como se mostra na figura 1) con coeficientes non lineais de d11 = 24,3 pm/V e d13 = 20,4 pm/V.A ventá de transparencia de BGSe é significativamente máis ampla que ZGP e LGS aínda que a súa non linealidade é inferior á ZGP (75 ± 8 pm/V).A diferenza do GaSe, o BGSe tamén se pode cortar no ángulo de coincidencia de fase desexado e pode estar revestido antirreflexo.
A configuración experimental móstrase na figura 2 (a).Os pulsos de condución xéranse inicialmente a partir dun oscilador Cr:ZnS bloqueado en modo de lente Kerr construído en casa cun cristal policristalino Cr:ZnS (5 × 2 × 9 mm3, transmisión = 15 % a 1908 nm) como medio de ganancia bombeado por un Láser de fibra dopada con Tm a 1908 nm.A oscilación nunha cavidade de onda estacionaria emite pulsos de 45 fs que funcionan a unha taxa de repetición de 69 MHz cunha potencia media de 1 W a unha lonxitude de onda portadora de 2,4 µm.A potencia amplíase a 3,3 W nun amplificador Cr:ZnS policristalino de dúas etapas de paso único (5 × 2 × 6 mm3, transmisión = 20 % a 1908 nm e 5 × 2 × 9 mm3, transmisión = 15 % a 1908 nm). 1908nm), e a duración do pulso de saída mídese cun aparello de reixa óptica resolta por frecuencia (SHG-FROG) de segunda xeración de harmónicos.
