معرفی
نور مادون قرمز میانی (MIR) در محدوده 2-20 میکرومتر به دلیل وجود خطوط جذب مشخصه مولکولی زیادی در این ناحیه طیفی برای شناسایی شیمیایی و بیولوژیکی مفید است.یک منبع منسجم و چند چرخه با پوشش همزمان محدوده وسیع MIR می‌تواند کاربردهای جدیدی مانند طیف‌سنجی میکروسکوپی، طیف‌سنجی پمپ-کاوشگر فمتوثانیه و اندازه‌گیری‌های حساس با برد دینامیکی بالا را فعال کند.
برای تولید تابش MIR منسجم، مانند خطوط پرتو سنکروترون، لیزرهای آبشاری کوانتومی، منابع ابرپیوسته، نوسان سازهای پارامتری نوری (OPO) و تقویت کننده های پارامتری نوری (OPA) توسعه یافته است.این طرح ها همگی نقاط قوت و ضعف خود را از نظر پیچیدگی، پهنای باند، قدرت، کارایی و مدت زمان پالس دارند.در میان آنها، تولید فرکانس اختلاف درون پالس (IDFG) به لطف توسعه لیزرهای فمتوثانیه 2 میکرومتری پرقدرت که می توانند به طور موثر کریستال های غیر اکسیدی با فاصله باند کوچک را برای تولید نور منسجم MIR باند پهن با قدرت بالا پمپاژ کنند، توجه رو به رشدی را به خود جلب می کند.در مقایسه با OPOها و OPAهای معمولی مورد استفاده، IDFG امکان کاهش پیچیدگی سیستم و افزایش قابلیت اطمینان را فراهم می کند، زیرا نیاز به تراز کردن دو پرتو یا حفره جداگانه با دقت بالا حذف می شود.علاوه بر این، خروجی MIR ذاتاً با IDFG پایدار است.
عکس. 1
طیف انتقال 1 میلی متر ضخامت بدون پوششکریستال BGSeارائه شده توسط DIEN TECH.قسمت داخلی کریستال واقعی مورد استفاده در این آزمایش را نشان می دهد.
شکل 2
راه اندازی آزمایشی نسل MIR با aکریستال BGSe.OAP، آینه سهموی خارج از محور با طول فوکوس موثر 20 میلی متر.HWP، صفحه نیمه موج؛TFP، پلاریزه کننده لایه نازک؛LPF، فیلتر طولانی گذر.
در سال 2010، یک کریستال غیرخطی کالکوژنید دو محوره، BaGa4Se7 (BGSe)، با استفاده از روش بریجمن-استاکبارگر ساخته شد.دارای محدوده شفافیت گسترده ای از 0.47 تا 18 میکرومتر (همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است) با ضرایب غیر خطی d11 = 24.3 pm/V و d13 = 20.4 pm/V.پنجره شفافیت BGSe به طور قابل توجهی گسترده تر از ZGP و LGS است اگرچه غیرخطی بودن آن کمتر از ZGP است (75 ± 8 pm/V).بر خلاف GaSe، BGSe را می توان در زاویه تطابق فاز مورد نظر برش داد و می تواند پوشش ضد انعکاس داشته باشد.
تنظیم آزمایشی در شکل 2 (a) نشان داده شده است.پالس‌های محرک در ابتدا از یک نوسان‌ساز Cr:ZnS قفل‌شده با لنز Kerr با یک کریستال Cr:ZnS چند کریستالی (5×2×9mm3، انتقال=15 درصد در 1908 نانومتر) به‌عنوان محیط بهره‌گیری که توسط یک لیزر فیبر دوپ شده Tm در 1908 نانومتر.نوسان در یک حفره موج ایستاده، پالس های 45 fs را ارائه می دهد که با نرخ تکرار 69 مگاهرتز با توان متوسط 1 وات در طول موج حامل 2.4 میکرومتر کار می کنند.توان به 3.3 وات در تقویت کننده خانگی دو مرحله ای تک گذر چند کریستالی Cr:ZnS (5 × 2 × 6 میلی متر مکعب، انتقال = 20٪ در 1908 نانومتر و 5 × 2 × 9 میلی متر مکعب، انتقال = 15٪ در 1908 نانومتر)، و مدت زمان پالس خروجی با یک دستگاه گریتینگ نوری با تفکیک فرکانس نسل دوم هارمونیک (SHG-FROG) ساخته شده در خانه اندازه گیری می شود.
