Nifşa oktave-ya navîn-infrared bi karanîna krîstalek nehêle ya BGSe

Dr.JINWEI ZHANG û ekîba wî bi karanîna pergalek lazer Cr:ZnS ku pêlên 28-fs li dirêjahiya pêlê ya navendî ya 2.4 μm radigihîne, wekî çavkaniya pompê tê bikar anîn, ku hilberîna frekansa cûdahiya hundurîn di hundurê krîstala BGSe de dimeşîne.Wekî encamek, domdarek navîn-infrasor a berfereh a hevgirtî ku ji 6 heta 18 μm vedigire, hate bidestxistin.Ew destnîşan dike ku krîstala BGSe ji bo hilberîna navîn-infrared-banda fireh, çend-çerxek bi veguheztina frekansê ya bi çavkaniyên pompeya femtosecondê ve materyalek sozdar e.

Pêşkêş

Ronahiya navîn-infrared (MIR) di navbera 2-20 μm de ji ber hebûna gelek xetên vehewandina taybetmendiya molekulî li vê devera spektral ji bo nasîna kîmyewî û biyolojîkî bikêr e.Çavkaniyek hevgirtî, çend-çerxek bi vegirtinek hevdem a rêza MIR-ê ya berfireh dikare sepanên nû yên wekî mirco-spectroscopy, spektroskopiya pomp-sonda femtosecond, û pîvandinên hestiyar-dînamîkî yên bilind-dînamîkî bêtir bike.
ji bo hilberandina tîrêjên MIR-ê yên hevgirtî, wekî xetên tîrêjê synchrotron, lazerên kaskada quantum, çavkaniyên supercontinuum, oscilatorên parametrîkî yên optîkî (OPO) û amplifikatorên parametrîkî yên optîkî (OPA) hatine pêşve xistin.Van nexşeyan hemî hêz û qelsiyên xwe di warê tevlihevî, firehiya bandê, hêz, karîgerî û dirêjahiya pêlê de hene.Di nav wan de, hilberîna frekansa cûdahiya hundurîn-pulsê (IDFG) bi saya pêşkeftina lazerên femtosecond ên 2 μm-ya hêza bilind a ku dikarin krîstalên ne-oksîd ên nehêl ên bandgap piçûk bi bandor derxînin da ku ronahiya MIR-a hevgirtî ya fireh-hêza-hêza bilind derxînin.Li gorî OPO û OPA-yên ku bi gelemperî têne bikar anîn, IDFG destûrê dide kêmkirina tevliheviya pergalê û zêdekirina pêbaweriyê, ji ber ku hewcedariya hevrêzkirina du tîrêj an kavilên cihêreng bi rastbûna bilind tê rakirin.Wekî din, derketina MIR-ê bi IDFG-ê re bi xwerû-qonaxa zerfê-hilgir (CEP) stabîl e.

Fig 1

Spectruma veguheztinê ya 1-mm-stûr a nepêçandîBGSe krîstalji hêla DIEN TECH ve hatî peyda kirin.Inset krîstala rastîn a ku di vê ceribandinê de hatî bikar anîn nîşan dide.

Wêne 2

Sazkirina ezmûnî ya nifşê MIR bi akrîstal BGSe.OAP, neynika parabolîk a derveyî-aksê bi dirêjahiya balkêş a bi bandor 20 mm;HWP, plakaya nîv-pêl;TFP, polarizer-filma tenik;LPF, Parzûna derbasbûna dirêj.

Di sala 2010-an de, krîstalek nû ya biaxial chalcogenide nehêl, BaGa4Se7 (BGSe), bi karanîna rêbaza Bridgman-Stockbarger hate çêkirin.Ew ji 0,47 heta 18 μm (wek ku di jimar 1 de tê xuyang kirin) xwedan rêgezek şefafî ya berfireh e, bi rêjeyên nehêl ên d11 = 24,3 pm/V û d13 = 20,4 pm/V.Pencereya zelaliyê ya BGSe ji ZGP û LGS-ê pir berfirehtir e her çend nehêliya wê ji ZGP (75 ± 8 pm/V) kêmtir e.Berevajî GaSe, BGSe di heman demê de dikare li goşeya hevahengiya qonaxê ya xwestî were qut kirin û dikare li dijî-refleksiyonê were pêçan.

Sazkirina ceribandinê di Xiflteya 2(a) de hatiye nîşandan.Pelên ajotinê di destpêkê de ji oscilatorek Cr:ZnS ya ku bi moda lenseya Kerr-ê hatî çêkirin-malê hatî çêkirin û bi krîstalek Cr:ZnS ya pirkrîstalîn (5 × 2 × 9 mm3, veguheztin = 15% li 1908nm) wekî navgînek qezencê ku ji hêla axê ve tê pomp kirin. Tm-doped lazer fiber li 1908nm.Lewreşîna di valahiyek pêla rawestayî de pêlên 45-fs ku bi rêjeya dubarekirinê ya 69 MHz bi hêzek navînî 1 W li dirêjahiya pêlê hilgirê 2,4 μm dixebitin radigihîne.Hêza bi 3,3 W tê zêdekirin di malmezinek du-qonaxa yek-derbasî ya Cr: ZnS de (5 × 2 × 6 mm3, veguheztin = 20% li 1908nm û 5 × 2 × 9 mm3, veguheztin = 15% li 1908nm), û dirêjahiya nebza derketinê bi alavek gewriya optîkî ya çareserkirî ya nifşa duyemîn aharmonîk a malê hatî çêkirin (SHG-FROG) tê pîvandin.

DSC_0646Xelasî

Wan çavkaniyek MIR bi xwe re nîşan dankrîstal BGSeli ser bingeha rêbaza IDFG.Pergalek lazer a femtosecond Cr:ZnS ya bi dirêjahiya pêlê 2,4 μm wekî çavkaniya ajotinê hate bikar anîn, ku ji 6 heta 18 μm vegirtinek spektral a hevdem dide.Li gorî zanîna me, ev yekem car e ku nifşa MIR-a berfereh di krîstalek BGSe de tê dîtin.Tê çaverêkirin ku hilber xwedan demdirêjiya nebza çend-çerxê be û di qonaxa xweya hilgirê-zerfê de jî domdar be.Li gorî krîstalên din, encama pêşîn biBGSenifşek MIR-ê bi bandfirehiya berfereh (berfirehtir) nîşan dideZGPûLGS) her çend bi hêzek navînî û karbidestiya veguheztinê kêmtir be.Hêza navînî ya bilindtir dikare bi xweşbîniya din a mezinahiya cihê balê û qalindahiya krîstal were hêvî kirin.Qalîteya krîstalê ya çêtir bi sînorê zirarê yê bilindtir jî dê ji bo zêdekirina hêza navînî ya MIR û karîgeriya veguheztinê sûdmend be.Ev xebat wê yekê nîşan didekrîstal BGSeJi bo nifşa MIR-ê ya berbelav û hevgirtî materyalek sozdar e.
Dema şandinê: Kanûn-07-2020