BGSe የመስመር ላይ ያልሆነ ክሪስታል በመጠቀም octave-spanning mid-infrared ማመንጨት

ዶ/ር ጂንዌይ ዣንግ እና ቡድኑ Cr:ZnS ሌዘር ሲስተምን በመጠቀም 28-fs pulsesን በ2.4µm ማእከላዊ የሞገድ ርዝመት የሚያቀርብ የፓምፕ ምንጭ ሲሆን ይህም በBGse ክሪስታል ውስጥ ያለውን የውስጠ-pulse ልዩነት ፍሪኩዌንሲ ይፈጥራል።በውጤቱም፣ ከ6 እስከ 18 µm የሚሸፍን መካከለኛ ብሮድባንድ ኢንፍራሬድ ቀጣይነት ያለው ብሮድባንድ ተገኝቷል።ይህ የሚያሳየው BGSe ክሪስታል ለብሮድባንድ፣ ጥቂት-ዑደት መካከለኛ ኢንፍራሬድ ትውልድ በድግግሞሽ ወደ ታች ከሴት ሰከንድ የፓምፕ ምንጮች ጋር በመቀየር ተስፋ ሰጪ ቁሳቁስ ነው።

መግቢያ

የመሃል ኢንፍራሬድ (MIR) ብርሃን ከ2-20µm ክልል ውስጥ ብዙ የሞለኪውላዊ ባህሪ መምጠጥ መስመሮች በመኖራቸው ለኬሚካላዊ እና ባዮሎጂካል መለያ ጠቃሚ ነው።ሰፋ ያለ የ MIR ክልል በአንድ ጊዜ ሽፋን ያለው ወጥ የሆነ ፣ጥቂት ዑደት ምንጭ እንደ ሚርኮ-ስፔክትሮስኮፒ ፣ femtosecond pump-probe spectroscopy እና ከፍተኛ-ተለዋዋጭ-ክልል ስሱ መለኪያዎችን የበለጠ ማንቃት ይችላል።
እንደ ሲንክሮሮን ጨረር መስመሮች፣ ኳንተም ካስኬድ ሌዘር፣ ሱፐር ኮንቲኒዩም ምንጮች፣ ኦፕቲካል ፓራሜትሪክ oscillators (OPO) እና የኦፕቲካል ፓራሜትሪክ ማጉያዎች (OPA) ያሉ ወጥ የሆነ የMIR ጨረሮችን ለመፍጠር ተዘጋጅቷል።እነዚህ እቅዶች ውስብስብነት፣ የመተላለፊያ ይዘት፣ ሃይል፣ ቅልጥፍና እና የልብ ምት ቆይታ የራሳቸው ጥንካሬ እና ድክመቶች አሏቸው።ከነሱ መካከል፣ የውስጠ-pulse ልዩነት ፍሪኩዌንሲ ማመንጨት (IDFG) ከፍተኛ ኃይል ያለው ፌምቶ ሰከንድ 2 µm ሌዘር በማዘጋጀት በትናንሽ ባንድጋፕ ኦክሳይድ ያልሆኑ የመስመር ላይ ክሪስታሎችን ውጤታማ በሆነ መንገድ በማምረት ከፍተኛ ኃይል ያለው ብሮድባንድ ወጥ የሆነ የ MIR ብርሃን በማመንጨት ትኩረትን እየሳበ ነው።በመደበኛነት ጥቅም ላይ ከዋሉት ኦፒኦዎች እና ኦፒኤዎች ጋር ሲነጻጸር፣ IDFG የስርዓት ውስብስብነትን ለመቀነስ እና አስተማማኝነትን ለመጨመር ያስችላል፣ ምክንያቱም ሁለት የተለያዩ ጨረሮችን ወይም ክፍተቶችን በከፍተኛ ትክክለኛነት ማስተካከል አስፈላጊነቱ ስለሚወገድ ነው።በተጨማሪም፣ የMIR ውፅዓት ከ IDFG ጋር በውስጣዊ ድምጸ ተያያዥ ሞደም-ኤንቨሎፕ-ደረጃ (ሲኢፒ) የተረጋጋ ነው።

ምስል 1

የ 1 ሚሜ ውፍረት ያለው ያልተሸፈነ የማስተላለፊያ ስፔክትረምBGS ክሪስታልበDIEN TECH የቀረበ።ማስገቢያው በዚህ ሙከራ ውስጥ ጥቅም ላይ የዋለውን ትክክለኛ ክሪስታል ያሳያል።

ምስል 2

የMIR ትውልድ የሙከራ ቅንብር ከ ሀBGS ክሪስታል.ኦኤፒ ፣ ከዘንግ ውጭ የፓራቦሊክ መስታወት ውጤታማ የትኩረት ርዝመት 20 ሚሜ;HWP, ግማሽ-ሞገድ ሰሃን;ቲኤፍፒ, ቀጭን-ፊልም ፖላራይዘር;LPF፣ ረጅም ማለፊያ ማጣሪያ።

እ.ኤ.አ. በ 2010 ፣ አዲስ biaxial chalcogenide ያልሆነ የመስመር ላይ ክሪስታል ፣ BaGa4Se7 (BGSe) በ Bridgman-Stockbarger ዘዴ ተሰራ።ከ 0.47 እስከ 18 µm (በሥዕል 1 ላይ እንደሚታየው) ሰፊ ግልጽነት ያለው ክልል አለው d11 = 24.3 pm/V እና d13 = 20.4 pm/V.የBGSe የግልጽነት መስኮት ከ ZGP እና LGS በእጅጉ ሰፋ ያለ ቢሆንም ምንም እንኳን የመስመር ላይ አለመሆኑ ከZGP (75 ± 8 pm/V) ያነሰ ቢሆንም።ከጋሴ በተቃራኒ BGSe በሚፈለገው ደረጃ-ተዛማጅ ማዕዘን ሊቆረጥ ይችላል እና ፀረ-ነጸብራቅ ሊሸፈን ይችላል።

የሙከራው አቀማመጥ በስእል 2 (ሀ) ላይ ተገልጿል.የመንዳት ንጣፎች መጀመሪያ የሚመነጩት በቤት ውስጥ ከተሰራው Kerr-lens mode-locked Cr:ZnS oscillator ከ polycrystalline Cr:ZnS ክሪስታል (5 × 2 × 9 ሚሜ 3፣ ማስተላለፊያ=15% በ1908 nm) ሲሆን በ Tm-doped ፋይበር ሌዘር በ 1908nm.በቆመ ሞገድ ውስጥ ያለው ንዝረት በ69 ሜኸ ድግግሞሽ ፍጥነት 1 ዋ በ2.4µm የአጓጓዥ የሞገድ ርዝመት 45-fs ምትን ይሰጣል።ኃይሉ ወደ 3.3 ዋ ይጨምረዋል በቤት ውስጥ በተሰራ ባለ ሁለት-ደረጃ ባለአንድ ማለፊያ polycrystalline Cr: ZnS ማጉያ (5 × 2 × 6 mm3, ማስተላለፊያ=20% በ 1908nm እና 5 × 2 × 9 mm3, ማስተላለፊያ=15% በ 1908nm)፣ እና የውጤት pulse ቆይታ የሚለካው በቤት ውስጥ በተሰራ ሁለተኛ-ሃርሞኒክ-ትውልድ ድግግሞሽ-የተፈታ የኦፕቲካል ግሬቲንግ (SHG-FROG) መሣሪያ ነው።

DSC_0646ማጠቃለያ

ከ ጋር የMIR ምንጭ አሳይተዋል።BGS ክሪስታልበ IDFG ዘዴ መሰረት.የሴት ሴኮንድ Cr:ZnS ሌዘር ሲስተም በ2.4µm የሞገድ ርዝመት እንደ መንዳት ምንጭ ጥቅም ላይ ውሏል፣ ይህም በአንድ ጊዜ ከ6 እስከ 18 µm የእይታ ሽፋን እንዲኖር ያስችላል።እስከምናውቀው ድረስ ይህ የብሮድባንድ MIR ትውልድ በBGSe ክሪስታል ውስጥ ሲተገበር የመጀመሪያው ነው።ውጤቱም ጥቂት-የዑደት የልብ ምት ቆይታዎች እንዳሉት እና እንዲሁም በአገልግሎት አቅራቢ-ኤንቨሎፕ ደረጃው የተረጋጋ እንደሚሆን ይጠበቃል።ከሌሎች ክሪስታሎች ጋር ሲነጻጸር, የመጀመሪያው ውጤት በቢጂሴተመጣጣኝ ሰፊ የመተላለፊያ ይዘት ያለው የMIR ትውልድ ያሳያል (ከሰፋፊZGPእናLGS) ምንም እንኳን ዝቅተኛ አማካኝ ኃይል እና የመለወጥ ብቃት.የትኩረት ቦታው መጠን እና የክሪስታል ውፍረት ተጨማሪ ማመቻቸት ከፍተኛ አማካይ ሃይል ይጠበቃል።ከፍ ያለ የጉዳት ገደብ ያለው የተሻለ ክሪስታል ጥራት የMIR አማካኝ ሃይልን እና የልወጣ ቅልጥፍናን ለመጨመር ጠቃሚ ነው።ይህ ሥራ የሚያሳየው ነው።BGS ክሪስታልለብሮድባንድ ወጥ የሆነ የMIR ትውልድ ተስፋ ሰጪ ቁሳቁስ ነው።
የልጥፍ ሰዓት፡- ዲሴምበር-07-2020