Кіріспе
2-20 мкм диапазондағы орташа инфрақызыл (MIR) жарық осы спектрлік аймақта көптеген молекулалық сипаттамалық жұтылу сызықтарының болуына байланысты химиялық және биологиялық идентификация үшін пайдалы.Кең MIR диапазонын бір уақытта қамтитын когерентті, аз циклді көз микроспектроскопия, фемтосекундтық сорғы-зонд спектроскопиясы және жоғары динамикалық диапазондағы сезімтал өлшемдер сияқты жаңа қолданбаларды қосымша мүмкіндік береді. Осы уақытқа дейін көптеген схемалар бар.
синхротрондық сәулелік сызықтар, кванттық каскадты лазерлер, суперконтинуум көздері, оптикалық параметрлік осцилляторлар (OPO) және оптикалық параметрлік күшейткіштер (OPA) сияқты когерентті MIR сәулеленуін жасау үшін әзірленген.Бұл схемалардың күрделілігі, өткізу қабілеті, қуаты, тиімділігі және импульс ұзақтығы бойынша өздерінің күшті және әлсіз жақтары бар.Олардың ішінде импульстік айырмашылық жиілігін генерациялау (IDFG) жоғары қуатты кең жолақты когерентті MIR жарығын генерациялау үшін шағын жолақты оксидті емес кристалдарды тиімді айдай алатын жоғары қуатты фемтосекундтық 2 мкм лазерлердің дамуы арқасында өсіп келе жатқан назарды аударады.Әдетте қолданылатын OPO және OPA-мен салыстырғанда, IDFG жүйенің күрделілігін азайтуға және сенімділікті арттыруға мүмкіндік береді, өйткені жоғары дәлдікте екі бөлек сәулені немесе қуысты туралау қажеттілігі жойылады.Сонымен қатар, MIR шығысы IDFG көмегімен ішкі тасымалдаушы-конверт-фазасы (CEP) тұрақты.
1-сурет
Қалыңдығы 1 мм қапталмаған материалдың берілу спектріBGSe кристалыDIEN TECH ұсынған.Кірістірілген бұл тәжірибеде қолданылған нақты кристалды көрсетеді.
2-сурет
MIR буынының эксперименттік баптауыBGSe кристалы.OAP, тиімді фокус ұзындығы 20 мм осьтен тыс параболалық айна;HWP, жарты толқынды тақта;TFP, жұқа қабықшалы поляризатор;LPF, ұзақ өткізгіш сүзгі.
2010 жылы жаңа екі осьті халькогенидті сызықты емес кристалл BaGa4Se7 (BGSe) Бридгман-Стокбаргер әдісімен жасалды.Оның мөлдірлік диапазоны 0,47-ден 18 мкм-ге дейін (1-суретте көрсетілгендей), сызықты емес коэффициенттерімен d11 = 24,3 pm/V және d13 = 20,4 pm/V.BGSe мөлдірлік терезесі ZGP және LGS қарағанда айтарлықтай кең, бірақ оның сызықтық еместігі ZGP (75 ± 8 pm/V) төмен.GaSe-ден айырмашылығы, BGSe сонымен қатар қажетті фазалық сәйкестік бұрышында кесілуі мүмкін және шағылысуға қарсы жабын болуы мүмкін.
Эксперименттік қондырғы 2(а)-суретте көрсетілген.Қозғаушы импульстар бастапқыда поликристалды Cr:ZnS кристалы бар (5 × 2 × 9 мм3, беріліс = 1908 нм-де 15%) үйде құрастырылған Kerr линзасы режимінде құлыпталған Cr: ZnS осцилляторынан генерацияланады. 1908 нм-де Tm-қоспаланған талшықты лазер.Тұрақты толқын қуысындағы тербеліс 2,4 мкм тасымалдаушы толқын ұзындығында 1 Вт орташа қуатымен 69 МГц қайталау жиілігінде жұмыс істейтін 45-fs импульстарды береді.Үйде жасалған екі сатылы біржолды поликристалды Cr:ZnS күшейткішінде қуат 3,3 Вт дейін күшейтілген (5 × 2 × 6 мм3, беріліс=1908нм кезінде 20% және 5 × 2 × 9 мм3, беріліс=15% кезінде 1908нм) және шығыс импульсінің ұзақтығы үйде жасалған екінші гармоникалық буын жиілігі бар оптикалық тор (SHG-FROG) құрылғысымен өлшенеді.
