giriiş
2-20 µm aralığındaki orta kızılötesi (MIR) ışık, bu spektral bölgede birçok moleküler karakteristik absorpsiyon çizgisinin bulunması nedeniyle kimyasal ve biyolojik tanımlama için faydalıdır.Geniş MIR aralığını eşzamanlı olarak kapsayan tutarlı, birkaç döngülü bir kaynak, mirko-spektroskopi, femtosaniye pompa-prob spektroskopisi ve yüksek dinamik aralıkta hassas ölçümler gibi yeni uygulamaları daha da mümkün kılabilir.
senkrotron ışın çizgileri, kuantum kademeli lazerler, süper süreklilik kaynakları, optik parametrik osilatörler (OPO) ve optik parametrik amplifikatörler (OPA) gibi tutarlı MIR radyasyonu üretmek için geliştirildi.Bu şemaların hepsinin karmaşıklık, bant genişliği, güç, verimlilik ve darbe süreleri açısından kendi güçlü ve zayıf yönleri vardır.Bunların arasında, darbe içi fark frekans üretimi (IDFG), yüksek güçlü geniş bant tutarlı MIR ışığı üretmek için küçük bant aralıklı oksit olmayan doğrusal olmayan kristalleri etkili bir şekilde pompalayabilen yüksek güçlü femtosaniye 2 µm lazerlerin geliştirilmesi sayesinde giderek artan ilgi çekmektedir.Normalde kullanılan OPO'lar ve OPA'larla karşılaştırıldığında IDFG, iki ayrı kirişi veya boşluğu yüksek hassasiyetle hizalama ihtiyacını ortadan kaldırdığı için sistem karmaşıklığının azaltılmasına ve güvenilirliğin arttırılmasına olanak tanır.Ayrıca MIR çıkışı, IDFG ile doğası gereği taşıyıcı-zarf-fazında (CEP) kararlıdır.
Şekil 1
1 mm kalınlığındaki kaplanmamış malzemenin iletim spektrumuBGSe kristaliDIEN TECH tarafından sağlanmıştır.Ekte bu deneyde kullanılan gerçek kristal gösterilmektedir.
İncir. 2
MIR neslinin deneysel kurulumuBGSe kristali.OAP, 20 mm etkin odak uzunluğuna sahip eksen dışı parabolik ayna;HWP, yarım dalga plakası;TFP, ince film polarizörü;LPF, uzun geçiş filtresi.
2010 yılında, Bridgman-Stockbarger yöntemi kullanılarak yeni bir çift eksenli kalkojenit doğrusal olmayan kristal BaGa4Se7 (BGSe) üretildi.Doğrusal olmayan katsayıları d11 = 24,3 pm/V ve d13 = 20,4 pm/V olan 0,47 ila 18 µm (Şekil 1'de gösterildiği gibi) arasında geniş bir şeffaflık aralığına sahiptir.BGSe'nin şeffaflık penceresi ZGP ve LGS'den önemli ölçüde daha geniş olmasına rağmen doğrusal olmama özelliği ZGP'den daha düşüktür (75 ± 8 pm/V).BGSe, GaSe'den farklı olarak istenilen faz eşleştirme açısında da kesilebilir ve yansıma önleyici kaplamayla kaplanabilir.
Deney düzeneği Şekil 2(a)'da gösterilmektedir.Sürüş darbeleri başlangıçta, kazanç ortamı bir pompa tarafından pompalanan, polikristalin bir Cr:ZnS kristaline (5 x 2 x 9 mm3, iletim = 1908 nm'de %15) sahip ev yapımı bir Kerr-lens modu kilitli Cr:ZnS osilatöründen üretilir. 1908nm'de Tm katkılı fiber lazer.Duran dalga boşluğundaki salınım, 2,4 µm taşıyıcı dalga boyunda ortalama 1 W güçle 69 MHz tekrarlama hızında çalışan 45 fs'lik darbeler sağlar.Güç, ev yapımı iki aşamalı tek geçişli çok kristalli Cr:ZnS amplifikatörde 3,3 W'a yükseltilir (5 × 2 × 6 mm3, iletim=1908nm'de %20 ve 5 × 2 × 9 mm3, iletim=%15) 1908nm) ve çıkış darbe süresi, ev yapımı ikinci harmonik nesil frekans çözümlemeli optik ızgara (SHG-FROG) aparatı ile ölçülür.
