बीजीएस नॉनलाइनियर क्रिस्टल वापरुन ऑक्टाव्ह-स्पॅनिंग मिड-इन्फ्रारेडची निर्मिती

डॉ. जिनवेई झांग आणि त्यांची टीम सीआर झेडएनएस लेसर प्रणालीचा वापर करून २.4 µ एमएमच्या मध्यवर्ती तरंगलांबीवर २ f एफएस डाळीची वितरण करते, पंप स्त्रोत म्हणून वापरली जाते, जी बीजीएस क्रिस्टलच्या आत इंट्रा-पल्स फर्क फ्रिक्वेंसी जनरेशन चालवते. परिणामी, 6 ते 18 µm पर्यंत पसरलेला एक सुसंगत ब्रॉडबँड मिड-इन्फ्रारेड कॉन्टिनेम प्राप्त झाला आहे. हे दर्शवते की बीजीएसई क्रिस्टल ब्रॉडबँड, फेमेटोसेकंद पंप स्रोतांसह वारंवारता डाउन रूपांतरण मार्गे काही-सायकल मिड-इन्फ्रारेड पिढीसाठी एक आशादायक सामग्री आहे.

परिचय

या वर्णक्रमीय प्रदेशात अनेक आण्विक वैशिष्ट्यपूर्ण शोषण ओळींच्या उपस्थितीमुळे 2-2 µm च्या श्रेणीतील मध्यम-अवरक्त (एमआयआर) प्रकाश रासायनिक आणि जैविक ओळखण्यासाठी उपयुक्त आहे. ब्रॉड एमआयआर रेंजच्या एकाचवेळी कव्हरेजसह सुसंगत, काही चक्र स्त्रोत मिरको-स्पेक्ट्रोस्कोपी, फेमेटोसेकंद पंप-प्रोब स्पेक्ट्रोस्कोपी आणि उच्च-गतिशील-श्रेणी संवेदनशील मापन यासारख्या नवीन अनुप्रयोगांना सक्षम करते.
सिंक्रोट्रॉन बीम लाईन्स, क्वांटम कॅस्केड लेसर, सुपरकॉन्टीनियम स्त्रोत, ऑप्टिकल पॅरामीट्रिक ऑसीलेटर (ओपीओ) आणि ऑप्टिकल पॅरामीट्रिक ampम्प्लीफायर (ओपीए) सारख्या सुसंगत एमआयआर रेडिएशन तयार करण्यासाठी विकसित केले गेले आहेत. या योजनांमध्ये जटिलता, बँडविड्थ, शक्ती, कार्यक्षमता आणि नाडी मुदतीच्या कालावधीत त्यांची स्वतःची सामर्थ्ये व कमकुवतपणा आहेत. त्यापैकी, इंट्रा-पल्स डिफरेंसी फ्रिक्वेंसी जनरेशन (आयडीएफजी) उच्च-पॉवर ब्रॉडबँड सुसंगत एमआयआर लाईट तयार करण्यासाठी लहान-बॅंडगॅप नॉन-ऑक्साइड नॉनलाइनर क्रिस्टल्स प्रभावीपणे पंप करू शकणार्‍या हाय-पॉवर फेम्टोसेकंद 2 माइक्रोन लेझर्सच्या विकासाबद्दल लक्ष वेधून घेत आहे. सामान्यपणे वापरल्या जाणार्‍या ओपीओ आणि ओपीएच्या तुलनेत, आयडीएफजी सिस्टमची जटिलता कमी करण्यास आणि विश्वासार्हतेत वाढ करण्यास परवानगी देते, कारण उच्च परिशुद्धतेवर दोन स्वतंत्र बीम किंवा पोकळी संरेखित करण्याची आवश्यकता दूर केली जाते. याव्यतिरिक्त, एमआयआर आउटपुट आंतरिकरित्या आयडीएफजीसह कॅरियर-लिफाफा-फेज (सीईपी) स्थिर आहे.

आकृती क्रं 1

डीआयएन टेक द्वारे प्रदान केलेल्या 1-मिमी-जाड अनकोटेड बीजीएस क्रिस्टलचे ट्रांसमिशन स्पेक्ट्रम. इनसेट या प्रयोगात वापरलेला वास्तविक क्रिस्टल दर्शविते.

अंजीर 2

बीजीएस क्रिस्टलसह एमआयआर पिढीचे प्रायोगिक सेटअप. ओएपी, 20 मिमीच्या प्रभावी फोकस लांबीसह ऑफ-एक्सिस पॅराबोलिक मिरर; एचडब्ल्यूपी, अर्ध-वेव्ह प्लेट; टीएफपी, पातळ-चित्रपट ध्रुवीकर; एलपीएफ, लाँग-पास फिल्टर.

२०१० मध्ये, ब्रिजमन-स्टॉकबर्गर पद्धतीचा वापर करून नवीन द्विअक्षीय चाल्कोजेनाइड नॉनलाइनर क्रिस्टल, बागा S एस ((बीजीएसई) तयार केले गेले. याची विस्तृत पारदर्शकता श्रेणी 0.47 ते 18 µm पर्यंत आहे (चित्र 1 मध्ये दर्शविल्यानुसार) डी 11 = 24.3.3 / व्ही आणि डी 13 = 20.4 दुपारी / व्ही च्या नॉनलाइनर गुणांकांसह. बीजीएसईची पारदर्शकता विंडो झेडजीपी आणि एलजीएसपेक्षा लक्षणीय विस्तृत आहे जरी तिची नॉनलाईनरेटी झेडजीपीपेक्षा कमी आहे (75 ± 8 संध्याकाळी / व्ही). गॅसेच्या विपरीत, बीजीएसई इच्छित टप्प्यात-जुळणार्‍या कोनातही कापले जाऊ शकते आणि प्रति-प्रतिबिंबित कोटिंग असू शकते.

प्रायोगिक सेटअप चित्र 2 (अ) मध्ये स्पष्ट केले आहे. ड्राईव्हिंग डाळी प्रारंभी घरबसल्या केर-लेन्स मोड-लॉक सीआर पासून तयार केल्या जातात: पॉलीक्रिस्टलिन सीआर सह झेडएनएस ऑसिलेटर सीआर: झेडएनएस क्रिस्टल (5 × 2 × 9 मिमी 3, ट्रान्समिशन = 15% 1908nm वर) मिळवलेल्या माध्यमामुळे 1908nm वर टीएम-डोप्ड फायबर लेसर. स्टँडिंग-वेव्ह पोकळीतील दोलन, 2. 45 मेगा हर्ट्झच्या पुनरावृत्ती दराने चालणारी 45 45-एफएस डाळी वितरीत करते आणि २.4 of मीच्या वाहक तरंगलांबीवर सरासरी 1 डब्ल्यूची शक्ती असते. गृह-बिल्ट टू-स्टेज सिंगल-पास पॉलिक्रिस्टलिन सीआर मध्ये वीज 3.3 डब्ल्यू पर्यंत वाढविली गेली आहे: झेडएनएस एम्पलीफायर (5 × 2 × 6 मिमी 3, ट्रान्समिशन = 20% 1908nm आणि 5 × 2 × 9 मिमी 3, ट्रान्समिशन = 15% येथे) १ n ०8 एनएम) आणि आउटपुट पल्स कालावधी गृह-निर्मित द्वितीय-हार्मोनिक-जनरेशन वारंवारता-निराकरण ऑप्टिकल ग्रेटिंग (एसएचजी-एफआरओजी) उपकरणासह मोजले जाते.

DSC_0646निष्कर्ष

त्यांनी आयडीएफजी पद्धतीवर आधारित बीजीएस क्रिस्टलसह एक एमआयआर स्त्रोत प्रदर्शित केला. एक फेमेटोसेकंद सीआरः २.4 µ मीच्या वेव्हलेन्थची झेडएनएस लेसर प्रणाली ड्रायव्हिंग स्रोत म्हणून वापरली गेली, ज्यामुळे एकाच वेळी वर्णक्रमीय कव्हरेज 6 ते 18 माइक्रोन पर्यंत सक्षम केली गेली. आमच्या सर्वोत्तम माहितीनुसार, बीजीएस क्रिस्टलमध्ये एमआर पिढीची ब्रॉडबँडची ही पहिलीच वेळ आहे. आउटपुटमध्ये काही-सायकल नाडीची मुदत असणे आणि कॅरिअर-लिफाफा टप्प्यात स्थिर असणे अपेक्षित आहे. इतर क्रिस्टल्सच्या तुलनेत, बीजीएसईसह प्रारंभिक निकाल कमी औसत सरासरी शक्ती आणि रूपांतरण कार्यक्षमतेसह तुलनात्मक ब्रॉडविड्थ (झेडपीपी आणि एलजीएसपेक्षा विस्तृत) असलेले एमआयआर पिढी दर्शविते. फोकस स्पॉट आकार आणि क्रिस्टल जाडीच्या पुढील ऑप्टिमायझेशनसह उच्च सरासरी उर्जाची अपेक्षा केली जाऊ शकते. एमआयआरची सरासरी शक्ती आणि रूपांतरण कार्यक्षमता वाढविण्यासाठी उच्च डॅमेज थ्रेशोल्डसह एक उत्कृष्ट स्फटिकाची गुणवत्ता फायदेशीर ठरेल. हे कार्य दर्शवते की बीजीएस क्रिस्टल ब्रॉडबँड, सुसंगत एमआयआर पिढीसाठी एक आशादायक सामग्री आहे.
पोस्ट वेळः डिसें-07-2020