Uzalishaji wa infrared ya kati ya oktava kwa kutumia fuwele isiyo ya mstari ya BGSe

Dk.JINWEI ZHANG na timu yake wanaotumia mfumo wa leza wa Cr:ZnS unaotoa mipigo ya 28-fs kwa urefu wa kati wa 2.4 µm hutumika kama chanzo cha pampu, ambayo huendesha kizazi cha mzunguko wa tofauti ya ndani ya mpigo ndani ya fuwele ya BGSe.Kwa hivyo, mwendelezo madhubuti wa bendi pana ya kati ya infrared inayoanzia 6 hadi 18 µm imepatikana.Inaonyesha kuwa kioo cha BGSe ni nyenzo ya kuahidi kwa utengezaji wa mtandao mpana, wa mizunguko michache ya kati ya infrared kupitia ubadilishaji wa kasi wa kushuka na vyanzo vya pampu ya femtosecond.

Utangulizi

Mwanga wa kati wa infrared (MIR) katika masafa ya 2-20 µm ni muhimu kwa utambuzi wa kemikali na kibayolojia kutokana na kuwepo kwa mistari mingi ya ufyonzwaji wa sifa za molekuli katika eneo hili la spectral.Chanzo thabiti, cha mizunguko michache chenye ufunikaji kwa wakati mmoja wa anuwai pana ya MIR inaweza kuwezesha zaidi programu mpya kama vile mirco-spectroscopy, spectroscopy ya pampu ya femtosecond, na vipimo nyeti vya masafa ya juu-nguvu Hadi sasa miradi mingi ina.

imetengenezwa ili kutoa mionzi thabiti ya MIR, kama vile mistari ya boriti ya synchrotron, leza za quantum cascade, vyanzo vya hali ya juu zaidi, oscillators za parametric za macho (OPO) na amplifiers za parametric za macho (OPA).Miradi hii yote ina nguvu na udhaifu wao wenyewe katika suala la ugumu, kipimo data, nguvu, ufanisi, na muda wa mapigo.Miongoni mwao, kizazi cha masafa ya tofauti ya ndani ya mipigo (IDFG) kinavutia usikivu unaoongezeka kutokana na uundaji wa leza za nguvu za juu za femtosecond 2 µm ambazo zinaweza kusukuma kwa ufanisi fuwele zisizo na mstari wa bendi ndogo zisizo na mstari ili kutoa mwanga wa nguvu wa juu wa Broadband thabiti wa MIR.Ikilinganishwa na OPO na OPA zinazotumiwa kawaida, IDFG inaruhusu kupunguza ugumu wa mfumo na uimarishaji wa kutegemewa, kwani hitaji la kupanga mihimili miwili tofauti au mashimo kwa usahihi wa juu huondolewa.Kando na hayo, matokeo ya MIR ni ya asili ya carrier-envelope-phase (CEP) thabiti na IDFG .

Kielelezo cha 1

Usambazaji wa wigo wa unene wa mm 1 ambao haujafunikwaBGSe kioozinazotolewa na DIEN TECH.Kipande kinaonyesha fuwele halisi iliyotumika katika jaribio hili.

Kielelezo cha 2

Usanidi wa majaribio wa kizazi cha MIR na aBGSe kioo.OAP, kioo cha kimfano cha mbali na mhimili na urefu wa kuzingatia kwa ufanisi wa mm 20;HWP, sahani ya nusu-wimbi;TFP, polarizer ya filamu nyembamba;LPF, kichujio cha kupita muda mrefu.

Mnamo 2010, fuwele mpya ya biaxial chalcogenide isiyo ya mstari, BaGa4Se7 (BGSe), imetengenezwa kwa kutumia mbinu ya Bridgman-Stockbarger .Ina upeo mpana wa uwazi kutoka 0.47 hadi 18 µm (kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 1) na vigawo visivyo vya mstari vya d11 = 24.3 pm/V na d13 = 20.4 pm/V.Dirisha la uwazi la BGSe ni pana zaidi kuliko ZGP na LGS ingawa kutokuwa na mstari ni chini kuliko ZGP (75 ± 8 pm/V).Tofauti na GaSe, BGSe pia inaweza kukatwa kwa pembe inayolingana ya awamu na inaweza kuwa na mipako ya kuzuia kuakisi.

Mpangilio wa majaribio umeonyeshwa kwenye Mchoro 2 (a).Mipigo ya kuendesha hutengenezwa kutoka kwa kiosilata cha modi ya Kerr-lenzi-iliyofungwa nyumbani ya Cr:ZnS chenye kioo cha polycrystalline Cr:ZnS (5 × 2 × 9 mm3 , upitishaji=15% kwa 1908nm) kama njia ya kupata faida inayosukumwa na Tm-doped fiber laser katika 1908nm.Mzunguko katika mawimbi ya mawimbi yaliyosimama hutoa mipigo ya 45-fs inayofanya kazi kwa kasi ya kurudia ya 69 MHz na nguvu ya wastani ya 1 W kwa urefu wa mawimbi ya 2.4 µm.Nguvu imekuzwa hadi 3.3 W katika kifaa cha kujengwa cha hatua mbili cha polycrystalline chenye pasi moja ya Cr:ZnS (5 × 2 × 6 mm3 , transmission=20% katika 1908nm na 5 × 2 × 9 mm3 , transmission=15% at 1908nm), na muda wa mpigo wa pato hupimwa kwa kifaa cha wavu wa macho kilichosuluhishwa (SHG-FROG) kilichojengwa nyumbani cha kizazi cha pili cha harmonic.

Hitimisho

Walionyesha chanzo cha MIR naBGSe kiookulingana na njia ya IDFG.Mfumo wa leza wa femtosecond Cr:ZnS wenye urefu wa mawimbi wa 2.4 µm ulitumika kama chanzo cha kuendesha, kuwezesha ufunikaji wa spectral kwa wakati mmoja kutoka 6 hadi 18 µm.Kwa kadri ya ufahamu wetu, hii ni mara ya kwanza kwa kizazi cha broadband MIR kutekelezwa katika kioo cha BGSe.Matokeo yanatarajiwa kuwa na muda wa mizunguko machache ya mapigo na pia kuwa thabiti katika awamu yake ya bahasha ya mtoa huduma.Ikilinganishwa na fuwele nyingine, matokeo ya awali naBGSeinaonyesha kizazi cha MIR kilicho na kipimo data pana kinacholinganishwa (pana kulikoZGPnaLGS) ingawa kwa nguvu ya chini ya wastani na ufanisi wa ubadilishaji.Nguvu ya juu ya wastani inaweza kutarajiwa kwa uboreshaji zaidi wa saizi ya eneo linaloangaziwa na unene wa fuwele.Ubora bora wa fuwele na kiwango cha juu cha uharibifu pia unaweza kuwa wa manufaa kwa kuongeza wastani wa nishati ya MIR na ufanisi wa ubadilishaji.Kazi hii inaonyesha hivyoBGSe kiooni nyenzo ya kuahidi kwa ajili ya broadband, kizazi madhubuti cha MIR.

Pata karatasi ya PDF

Muda wa kutuma: Dec-07-2020