Уводзіны
Сярэдняе інфрачырвонае святло (MIR) у дыяпазоне 2-20 мкм карысна для хімічнай і біялагічнай ідэнтыфікацыі з-за наяўнасці многіх малекулярных характэрных ліній паглынання ў гэтай спектральнай вобласці.Кагерэнтная крыніца з некалькімі цыкламі з адначасовым ахопам шырокага дыяпазону МІР можа ў далейшым дазволіць новыя прымяненні, такія як мікраспектраскапія, фемтасекундная спектраскапія з зондам накачкі і адчувальныя вымярэнні ў высокім дынамічным дыяпазоне. Дагэтуль шматлікія схемы мелі
быў распрацаваны для генерацыі кагерэнтнага МІР-выпраменьвання, напрыклад, ліній сінхратроннага пучка, квантавых каскадных лазераў, крыніц суперкантынууму, аптычных параметрычных асцылятараў (OPO) і аптычных параметрычных узмацняльнікаў (OPA).Усе гэтыя схемы маюць свае моцныя і слабыя бакі з пункту гледжання складанасці, прапускной здольнасці, магутнасці, эфектыўнасці і працягласці імпульсаў.Сярод іх унутрыімпульсная генерацыя рознасці частот (IDFG) прыцягвае ўсё большую ўвагу дзякуючы распрацоўцы магутных фемтасекундных 2 мкм лазераў, якія могуць эфектыўна напампоўваць неаксідныя нелінейныя крышталі з невялікім зазорам для генерацыі магутнага шырокапалоснага кагерэнтнага МІР-святла.У параўнанні з звычайна выкарыстоўванымі OPO і OPA, IDFG дазваляе знізіць складанасць сістэмы і павысіць надзейнасць, паколькі адпадае неабходнасць выраўноўваць дзве асобныя бэлькі або паражніны з высокай дакладнасцю.Акрамя таго, выхад MIR унутрана стабільны па фазе апорнай апорнай (CEP) з IDFG.
Малюнак 1
Спектр прапускання без пакрыцця таўшчынёй 1 ммКрышталь BGSeпрадастаўлена DIEN TECH.На ўстаўцы паказаны фактычны крышталь, які выкарыстоўваецца ў гэтым эксперыменце.
Малюнак 2
Эксперыментальная ўстаноўка генерацыі мір з аКрышталь BGSe.OAP, пазавосевае парабалічнае люстэрка з эфектыўнай фокуснай даўжынёй 20 мм;HWP, паўхвалевая пласціна;TFP, тонкаплёнкавы палярызатар;ФНЧ, фільтр доўгіх частот.
У 2010 годзе новы двухвосевы халькагенідны нелінейны крышталь BaGa4Se7 (BGSe) быў выраблены метадам Брыджмэна-Стокбаргера.Ён мае шырокі дыяпазон празрыстасці ад 0,47 да 18 мкм (як паказана на мал. 1) з нелінейнымі каэфіцыентамі d11 = 24,3 пм/В і d13 = 20,4 пм/В.Акно празрыстасці BGSe значна шырэй, чым ZGP і LGS, хоць яго нелінейнасць ніжэй, чым у ZGP (75 ± 8 pm/V).У адрозненне ад GaSe, BGSe таксама можа быць разрэзаны пад жаданым вуглом адпаведнасці фаз і можа быць пакрыта антыблікавым пакрыццём.
Эксперыментальная ўстаноўка паказана на мал. 2 (а).Кіруючыя імпульсы першапачаткова генерыруюцца самаробным асцылятарам Cr:ZnS з сінхранізаваным рэжымам з лінзай Кера з полікрышталічным крышталем Cr:ZnS (5 × 2 × 9 мм3, прапусканне = 15 % пры 1908 нм) у якасці асяроддзя ўзмацнення, якое напампоўваецца Валаконны лазер з прымешкай Tm на 1908 нм.Ваганне ў рэзонатары са стаячай хваляй забяспечвае імпульсы працягласцю 45 фс, якія працуюць з частатой паўтарэння 69 МГц з сярэдняй магутнасцю 1 Вт пры даўжыні нясучай хвалі 2,4 мкм.Магутнасць узмацняецца да 3,3 Вт у самаробным двухкаскадным аднапраходным полікрышталічным узмацняльніку Cr:ZnS (5 × 2 × 6 мм3, прапусканне = 20 % пры 1908 нм і 5 × 2 × 9 мм3, прапусканне = 15 % пры 1908 нм), а працягласць выхаднога імпульсу вымяраецца з дапамогай самаробнага апарата з аптычнай рашоткай з частотным дазволам генерацыі другой гармонікі (SHG-FROG).
