Introducció
La llum d'infrarojos mitjans (MIR) en el rang de 2-20 µm és útil per a la identificació química i biològica a causa de la presència de moltes línies d'absorció característiques moleculars en aquesta regió espectral.Una font coherent i de pocs cicles amb una cobertura simultània de l'ampli rang MIR pot permetre encara més noves aplicacions com ara la micro-espectroscòpia, l'espectroscòpia amb sonda de bomba de femtosegons i mesures sensibles d'alt rang dinàmic.
s'ha desenvolupat per generar radiació MIR coherent, com ara línies de feix de sincrotró, làsers de cascada quàntica, fonts de supercontinu, oscil·ladors òptics paramètrics (OPO) i amplificadors òptics paramètrics (OPA).Tots aquests esquemes tenen els seus propis punts forts i febles en termes de complexitat, amplada de banda, potència, eficiència i durada dels pols.Entre ells, la generació de freqüència de diferència intra-pols (IDFG) està cridant una atenció creixent gràcies al desenvolupament de làsers femtosegons de 2 µm d'alta potència que poden bombar eficaçment cristalls no lineals no òxids de banda petita per generar llum MIR coherent de banda ampla d'alta potència.En comparació amb els OPO i OPA que s'utilitzen normalment, IDFG permet una reducció de la complexitat del sistema i una millora de la fiabilitat, ja que s'elimina la necessitat d'alinear dos feixos o cavitats separades amb alta precisió.A més, la sortida MIR és intrínsecament estable en fase portadora (CEP) amb IDFG.
Fig 1
Espectre de transmissió de 1 mm de gruix sense recobrirCristall BGSeproporcionat per DIEN TECH.El requadre mostra el cristall real utilitzat en aquest experiment.
Fig 2
Configuració experimental de la generació MIR amb aCristall BGSe.OAP, mirall parabòlic fora de l'eix amb una longitud d'enfocament efectiva de 20 mm;HWP, placa de mitja ona;TFP, polaritzador de pel·lícula prima;LPF, filtre de pas llarg.
El 2010, es va fabricar un nou cristall no lineal de calcogenur biaxial, BaGa4Se7 (BGSe), mitjançant el mètode Bridgman-Stockbarger.Té un ampli rang de transparència de 0,47 a 18 µm (com es mostra a la figura 1) amb coeficients no lineals de d11 = 24,3 pm/V i d13 = 20,4 pm/V.La finestra de transparència de BGSe és significativament més àmplia que ZGP i LGS, tot i que la seva no linealitat és inferior a ZGP (75 ± 8 pm/V).A diferència del GaSe, el BGSe també es pot tallar a l'angle de concordança de fase desitjat i es pot recobrir antireflectant.
La configuració experimental s'il·lustra a la figura 2 (a).Els polsos de conducció es generen inicialment a partir d'un oscil·lador Cr:ZnS bloquejat en mode de lent Kerr construït a casa amb un cristall Cr:ZnS policristalí (5 × 2 × 9 mm3, transmissió = 15% a 1908 nm) com a mitjà de guany bombat per un Làser de fibra dopada amb Tm a 1908 nm.L'oscil·lació en una cavitat d'ona estacionària ofereix polsos de 45 fs que funcionen a una velocitat de repetició de 69 MHz amb una potència mitjana d'1 W a una longitud d'ona portadora de 2,4 µm.La potència s'amplifica a 3,3 W en un amplificador Cr:ZnS policristalí d'un sol pas de dues etapes construït a casa (5 × 2 × 6 mm3, transmissió = 20% a 1908 nm i 5 × 2 × 9 mm3, transmissió = 15% a 1908nm), i la durada del pols de sortida es mesura amb un aparell de reixeta òptica resolta per freqüència (SHG-FROG) de segona generació d'harmònics construït a casa.
