Introdução
A luz infravermelha média (MIR) na faixa de 2-20 µm é útil para identificação química e biológica devido à presença de muitas linhas de absorção características moleculares nesta região espectral .Uma fonte coerente de poucos ciclos com uma cobertura simultânea da ampla faixa MIR pode permitir ainda novas aplicações, como microespectroscopia, espectroscopia de bomba de sonda de femtossegundos e medições sensíveis de alta faixa dinâmica.
foram desenvolvidos para gerar radiação MIR coerente, como linhas de feixe síncrotron, lasers em cascata quântica, fontes supercontínuas, osciladores paramétricos ópticos (OPO) e amplificadores paramétricos ópticos (OPA).Todos esses esquemas têm seus próprios pontos fortes e fracos em termos de complexidade, largura de banda, potência, eficiência e durações de pulso.Entre eles, a geração de frequência de diferença intra-pulso (IDFG) está atraindo atenção crescente graças ao desenvolvimento de lasers de femtosegundo de 2 µm de alta potência que podem bombear efetivamente cristais não lineares não óxidos de banda larga de alta potência para gerar luz MIR coerente de banda larga de alta potência.Comparado aos OPOs e OPAs normalmente usados, o IDFG permite uma redução na complexidade do sistema e aumento da confiabilidade, pois é eliminada a necessidade de alinhar dois feixes ou cavidades separadas com alta precisão.Além disso, a saída MIR é intrinsecamente estável na fase do envelope da portadora (CEP) com IDFG.
Figura 1
Espectro de transmissão do não revestido de 1 mm de espessuraCristal BGSefornecido pela DIEN TECH.A inserção mostra o cristal real usado neste experimento.
Figura 2
Configuração experimental da geração MIR com umCristal BGSe.OAP, espelho parabólico fora do eixo com comprimento de foco efetivo de 20 mm;HWP, placa de meia onda;TFP, polarizador de filme fino;LPF, filtro passa-longa.
Em 2010, um novo cristal não linear de calcogeneto biaxial, BaGa4Se7 (BGSe), foi fabricado usando o método Bridgman-Stockbarger.Possui ampla faixa de transparência de 0,47 a 18 µm (conforme mostrado na Fig. 1) com coeficientes não lineares de d11 = 24,3 pm/V e d13 = 20,4 pm/V.A janela de transparência do BGSe é significativamente mais ampla que a do ZGP e do LGS, embora sua não linearidade seja menor que a do ZGP (75 ± 20 pm/V).Em contraste com o GaSe, o BGSe também pode ser cortado no ângulo de correspondência de fase desejado e pode ser revestido com anti-reflexo.
A configuração experimental é ilustrada na Fig. 2 (a).Os pulsos de acionamento são inicialmente gerados a partir de um oscilador Cr:ZnS com modo bloqueado de lente Kerr feito em casa com um cristal policristalino Cr:ZnS (5 × 2 × 9 mm3, transmissão = 15% em 1908nm) como o meio de ganho bombeado por um Laser de fibra dopada com Tm a 1908nm.A oscilação em uma cavidade de onda estacionária fornece pulsos de 45 fs operando a uma taxa de repetição de 69 MHz com uma potência média de 1 W em um comprimento de onda portadora de 2,4 µm.A potência é amplificada para 3,3 W em um amplificador Cr:ZnS policristalino de passagem única de dois estágios (5 × 2 × 6 mm3, transmissão = 20% em 1908 nm e 5 × 2 × 9 mm3, transmissão = 15% em 1908nm), e a duração do pulso de saída é medida com um aparelho de grade óptica resolvida em frequência de geração de segundo harmônico (SHG-FROG) construído em casa.
