Օկտավա տարածվող միջին ինֆրակարմիրի առաջացում BGSe ոչ գծային բյուրեղի միջոցով

Դոկտոր ՋԻՆՎԵՅ ԺԱՆԳԸ և նրա թիմը, օգտագործելով Cr:ZnS լազերային համակարգ, որն ապահովում է 28-fs իմպուլսներ 2,4 մկմ կենտրոնական ալիքի երկարության վրա, օգտագործվում է որպես պոմպի աղբյուր, որը մղում է BGSe բյուրեղի ներսում հաճախությունների ներզարկերակային տարբերության առաջացումը:Արդյունքում ձեռք է բերվել համահունչ լայնաշերտ միջին ինֆրակարմիր շարունակականություն, որը ընդգրկում է 6-ից մինչև 18 մկմ:Այն ցույց է տալիս, որ BGSe բյուրեղը խոստումնալից նյութ է լայնաշերտ, մի քանի ցիկլով միջին ինֆրակարմիր գեներացիայի համար՝ ֆեմտովայրկյան պոմպի աղբյուրներով հաճախականության նվազման փոխակերպման միջոցով:

Ներածություն

Միջին ինֆրակարմիր (MIR) լույսը 2-20 մկմ միջակայքում օգտակար է քիմիական և կենսաբանական նույնականացման համար, քանի որ այս սպեկտրային տարածքում մոլեկուլային բնութագրիչ շատ ներծծող գծեր կան:Համատեղելի, մի քանի ցիկլային աղբյուրը լայն MIR տիրույթի միաժամանակյա ծածկույթով կարող է հետագայում հնարավորություն տալ նոր կիրառումներ, ինչպիսիք են միկրոսպեկտրոսկոպիան, ֆեմտովայրկյան պոմպային զոնդային սպեկտրոսկոպիան և բարձր դինամիկ միջակայքի զգայուն չափումները Մինչ այժմ բազմաթիվ սխեմաներ ունեն:
մշակվել է կցված MIR ճառագայթում առաջացնելու համար, ինչպիսիք են սինքրոտրոնային ճառագայթների գծերը, քվանտային կասկադային լազերները, գերշարունակական աղբյուրները, օպտիկական պարամետրային տատանվողները (OPO) և օպտիկական պարամետրային ուժեղացուցիչները (OPA):Այս սխեմաները բոլորն ունեն իրենց ուժեղ և թույլ կողմերը՝ բարդության, թողունակության, հզորության, արդյունավետության և իմպուլսի տևողության առումով:Դրանց թվում՝ ներզարկերակային տարբերության հաճախականության գեներացիան (IDFG) աճող ուշադրություն է գրավում բարձր հզորության ֆեմտովայրկյան 2 մկմ լազերների ստեղծման շնորհիվ, որոնք կարող են արդյունավետորեն մղել փոքր տիրույթի ոչ օքսիդային ոչ գծային բյուրեղները՝ բարձր հզորության լայնաշերտ համահունչ MIR լույս ստեղծելու համար:Համեմատած սովորաբար օգտագործվող OPO-ների և OPA-ների՝ IDFG-ն թույլ է տալիս նվազեցնել համակարգի բարդությունը և բարձրացնել հուսալիությունը, քանի որ վերացվում է երկու առանձին ճառագայթների կամ խոռոչների բարձր ճշգրտությամբ հավասարեցնելու անհրաժեշտությունը:Բացի այդ, MIR-ի ելքը էապես կայուն է կրիչի ծրարային փուլի (CEP) IDFG-ի հետ:

Նկ 1

1 մմ հաստությամբ առանց ծածկույթի փոխանցման սպեկտրBGSe բյուրեղյատրամադրել է DIEN TECH.Ներդիրը ցույց է տալիս այս փորձի ժամանակ օգտագործված իրական բյուրեղը:

Նկար 2

MIR սերնդի փորձարարական կարգավորում աBGSe բյուրեղյա:OAP, առանցքից դուրս պարաբոլիկ հայելի՝ 20 մմ արդյունավետ ֆոկուս երկարությամբ;HWP, կիսաալիքային ափսե;TFP, բարակ թաղանթով բևեռացնող;LPF, երկար անցումային ֆիլտր:

2010թ.-ին Բրիջման-Սթոքբարգերի մեթոդով ստեղծվել է նոր երկառանցքային քալկոգենիդ ոչ գծային բյուրեղ՝ BaGa4Se7 (BGSe):Այն ունի լայն թափանցիկության միջակայք 0,47-ից մինչև 18 մկմ (ինչպես ցույց է տրված նկ. 1-ում) d11 = 24,3 pm/V և d13 = 20,4 pm/V ոչ գծային գործակիցներով:BGSe-ի թափանցիկության պատուհանը զգալիորեն ավելի լայն է, քան ZGP-ն և LGS-ը, թեև դրա ոչ գծայինությունը ցածր է ZGP-ից (75 ± 8 pm/V):Ի տարբերություն GaSe-ի, BGSe-ն կարող է նաև կտրվել փուլային համընկնման անկյան տակ և կարող է պատվել հակաարտացոլվող ծածկույթով:

Փորձարարական կարգավորումը պատկերված է Նկար 2(ա)-ում:Շարժիչ իմպուլսները սկզբնապես ստեղծվում են տնային պայմաններում կառուցված Kerr ոսպնյակի ռեժիմով կողպված Cr:ZnS տատանվողից՝ բազմաբյուրեղ Cr:ZnS բյուրեղով (5 × 2 × 9 մմ3, փոխանցում=15% 1908 նմ-ով), որպես շահույթի միջավայր, որը մղվում է Tm-doped օպտիկամանրաթելային լազեր 1908 նմ.Կանգնած ալիքի խոռոչում տատանումն ապահովում է 45 ֆվրկ իմպուլսներ, որոնք աշխատում են 69 ՄՀց կրկնվող արագությամբ՝ 1 Վտ միջին հզորությամբ 2,4 մկմ կրիչի ալիքի երկարությամբ:Հզորությունը ուժեղացված է մինչև 3,3 Վտ տնային պայմաններում կառուցված երկաստիճան միակողմանի պոլիբյուրեղային Cr:ZnS ուժեղացուցիչում (5 × 2 × 6 մմ3, փոխանցում=20% 1908 նմ և 5 × 2 × 9 մմ3, փոխանցում=15% 1908 նմ), իսկ ելքային իմպուլսի տեւողությունը չափվում է տանը կառուցված երկրորդ ներդաշնակ սերնդի հաճախականությամբ լուծվող օպտիկական ցանցով (SHG-FROG) ապարատով:

DSC_0646Եզրակացություն

Նրանք ցույց տվեցին MIR աղբյուրըBGSe բյուրեղյաIDFG մեթոդի հիման վրա:Որպես շարժիչ աղբյուր օգտագործվել է ֆեմտովայրկյան Cr:ZnS լազերային համակարգ 2,4 մկմ ալիքի երկարությամբ, որը հնարավորություն է տալիս միաժամանակյա սպեկտրային ծածկույթ 6-ից 18 մկմ:Մեր իմացությամբ սա առաջին անգամն է, որ լայնաշերտ MIR-ի արտադրությունն իրականացվել է BGSe բյուրեղով:Ակնկալվում է, որ ելքը կունենա մի քանի ցիկլային զարկերակային տևողություն, ինչպես նաև կայուն կլինի իր կրիչ-ծրարային փուլում:Համեմատած այլ բյուրեղների հետ, նախնական արդյունքըBGSeցույց է տալիս MIR սերունդ՝ համեմատելի լայն թողունակությամբ (ավելի լայն, քանԶԳՊևLGS) թեև ավելի ցածր միջին հզորությամբ և փոխակերպման արդյունավետությամբ:Ավելի բարձր միջին հզորություն կարելի է ակնկալել կենտրոնացման կետի չափի և բյուրեղի հաստության հետագա օպտիմալացումով:Ավելի լավ բյուրեղային որակը՝ վնասի ավելի բարձր շեմով, նույնպես օգտակար կլինի MIR միջին հզորության և փոխակերպման արդյունավետությունը բարձրացնելու համար:Այս աշխատանքը ցույց է տալիս, որBGSe բյուրեղյախոստումնալից նյութ է լայնաշերտ, համահունչ MIR սերնդի համար:
Հրապարակման ժամանակը՝ Դեկտեմբեր-07-2020