Насли миёнаи инфрасурх бо истифода аз кристалл ғайрихаттии BGSe

Доктор ҶИНВЕЙ ЧЖАН ва дастаи ӯ бо истифода аз системаи лазерии Cr: ZnS, ки импулсҳои 28-fs дар дарозии марказии 2,4 мкм интиқол медиҳанд, ҳамчун манбаи насос истифода мешаванд, ки тавлиди басомади фарқияти дохили набзро дар дохили кристалл BGSe меронад.Дар натиҷа, континууми фарохмаҷрои мутаносиби миёнаи инфрасурх ба даст омад, ки аз 6 то 18 микрон иборат аст.Он нишон медиҳад, ки кристалл BGSe як маводи умедбахш барои тавлиди фарохмаҷро, чанд давраи инфрасурх тавассути табдили поёни басомад бо манбаъҳои насоси фемтосония мебошад.

Муқаддима

Нури миёнаи инфрасурх (MIR) дар доираи 2-20 микрон барои муайянкунии кимиёвӣ ва биологӣ аз сабаби мавҷудияти бисёр хатҳои азхудкунии молекулавӣ дар ин минтақаи спектр муфид аст.Сарчашмаи муттасил ва чанд давра бо фарогирии ҳамзамон диапазони васеи MIR метавонад минбаъд ба барномаҳои нав, аз қабили микроспектроскопия, спектроскопияи фемтосония ва ченакҳои ҳассос дар диапазони баланд динамикӣ имкон диҳад, то ҳоло схемаҳои сершумор вуҷуд доранд.
барои тавлиди радиатсияи когерентии MIR, аз қабили хатҳои шуои синхротронӣ, лазерҳои каскади квантӣ, манбаъҳои суперконтинуум, осцилляторҳои оптикии параметрӣ (OPO) ва тақвиятдиҳандаҳои оптикии параметрӣ (OPA) таҳия шудаанд.Ин схемаҳо ҳама аз ҷиҳати мураккабӣ, фарохмаҷро, қудрат, самаранокӣ ва давомнокии набз ҷиҳатҳои қавӣ ва заъфи худро доранд.Дар байни онҳо, тавлиди басомади тафовути дохилии набзӣ (IDFG) ба туфайли таҳияи лазерҳои фемтосекундии 2 мкм, ки метавонанд кристаллҳои ғайрихаттии оксиди хурдро барои тавлиди нури когерентии фарохмаҷрои MIR ба таври муассир насос кунанд, таваҷҷӯҳи афзоянда ҷалб карда мешавад.Дар муқоиса бо OPOs ва OPAs, ки маъмулан истифода мешаванд, IDFG имкон медиҳад, ки мураккабии системаро коҳиш диҳад ва эътимоднокии онро баланд бардорад, зеро зарурати мувофиқ кардани ду чӯб ё холигии алоҳида бо дақиқии баланд бартараф карда мешавад.Ғайр аз он, баромади MIR бо IDFG ба таври худкор интиқолдиҳанда-лифофа-фаза (CEP) устувор аст.

Расми 1

Спектри интиқоли ғафсии 1 мм-и пӯшидаКристалл BGSeаз ҷониби DIEN TECH таъмин карда шудааст.Дар дохил кристали воқеии дар ин таҷриба истифодашуда нишон дода шудааст.

Расми 2

Ташкили таҷрибавии насли МИР бо аКристалл BGSe.OAP, оинаи параболии берун аз меҳвар бо дарозии фокуси самараноки 20 мм;HWP, лавҳаи ниммавҷ;TFP, поляризатори қабати тунук;LPF, филтри дарозгузар.

Дар соли 2010, кристали нави биаксиалии халкогениди ғайрихаттӣ, BaGa4Se7 (BGSe) бо истифода аз усули Bridgman-Stockbarger сохта шудааст.Он дорои доираи васеи шаффофият аз 0,47 то 18 мкм (чунон ки дар расми 1 нишон дода шудааст) бо коэффисиентҳои ғайрихаттии d11 = 24,3 pm/V ва d13 = 20,4 pm/V мебошад.Равзанаи шаффофияти BGSe нисбат ба ZGP ва LGS хеле васеътар аст, гарчанде ки ғайрихаттӣ аз ZGP пасттар аст (75 ± 8 pm/V).Баръакси GaSe, BGSe инчунин метавонад дар кунҷи мувофиқи марҳилаи дилхоҳ бурида шавад ва метавонад зидди рефлексия пӯшонида шавад.

Тартиби таҷрибавӣ дар расми 2(а) нишон дода шудааст.Импульсҳои ронандагӣ дар аввал аз осциллятори дар хона сохташудаи Kerr-lins басташуда бо кристали поликристалии Cr:ZnS (5 × 2 × 9 мм3, интиқол = 15% дар 1908 нм) ҳамчун муҳити фоидаовар аз ҷониби як Лазери нахи Tm дар 1908 нм.Лағзиш дар холигоҳи мавҷи истода, импулсҳои 45-fs-ро бо суръати такрори 69 МГс бо қудрати миёнаи 1 Вт дар дарозии мавҷи интиқолдиҳанда 2,4 микрон интиқол медиҳад.Қувва дар як пурқувваткунандаи поликристалии думарҳилаи якпаҳлӯи хонагӣ Cr: ZnS (5 × 2 × 6 мм3, интиқол = 20% дар 1908нм ва 5 × 2 × 9 мм3, интиқол = 15% дар 1908nm) ва давомнокии набзи баромад бо дастгоҳи дар хона сохташудаи насли дуюми гармоникӣ чен карда мешавад, ки аз рӯи басомади оптикӣ ҳал карда мешавад (SHG-FROG).

DSC_0646Хулоса

Онхо манбаи МИР-ро боКристалл BGSeдар асоси усули IDFG.Системаи лазерии фемтосония Cr: ZnS дар дарозии мавҷи 2,4 микрон ҳамчун манбаи ҳаракаткунанда истифода шуд, ки имкон дод, ки фарогирии спектралии ҳамзамон аз 6 то 18 мкм.Ба маълумоти беҳтарини мо, ин аввалин бор аст, ки насли фарохмаҷрои MIR дар кристалл BGSe амалӣ карда мешавад.Интизор меравад, ки баромад давомнокии набзи чанд давра дошта бошад ва инчунин дар марҳилаи интиқолдиҳанда-лифофа устувор бошад.Дар муқоиса бо дигар кристаллҳо, натиҷаи пешакӣ боBGSeнасли MIR-ро бо маҷрои васеъи муқоисашаванда нишон медиҳад (васеътар азZGPваLGS) гарчанде ки бо қувваи миёна камтар ва самаранокии табдил.Бо оптимизатсияи минбаъдаи андозаи нуқтаи фокус ва ғафсии кристалл, қудрати миёнаи баландтарро интизор шудан мумкин аст.Сифати беҳтари кристалл бо ҳадди баланди зарар низ барои баланд бардоштани қудрати миёнаи MIR ва самаранокии табдилдиҳӣ муфид хоҳад буд.Ин асар нишон медихад, киКристалл BGSeматериали умедбахш барои насли фарохмаҷро ва ҳамоҳангшудаи МИР мебошад.
Вақти фиристодан: 07 декабри 2020