pengenalan
Cahaya inframerah pertengahan (MIR) dalam julat 2-20 µm berguna untuk pengecaman kimia dan biologi kerana kehadiran banyak garisan serapan ciri molekul di kawasan spektrum ini.Sumber koheren, beberapa kitaran dengan liputan serentak julat MIR yang luas boleh membolehkan aplikasi baharu seperti spektroskopi mirko, spektroskopi pam-probe femtosecond dan pengukuran sensitif julat dinamik tinggi Sehingga kini banyak skim telah
telah dibangunkan untuk menjana sinaran MIR yang koheren, seperti garis pancaran synchrotron, laser lata kuantum, sumber supercontinuum, pengayun parametrik optik (OPO) dan penguat parametrik optik (OPA).Skim ini semuanya mempunyai kekuatan dan kelemahan tersendiri dari segi kerumitan, lebar jalur, kuasa, kecekapan dan tempoh nadi.Antaranya, penjanaan kekerapan perbezaan intra-nadi (IDFG) semakin menarik perhatian berkat pembangunan laser femtosaat 2 µm berkuasa tinggi yang boleh mengepam hablur bukan linear bukan oksida celah jalur kecil untuk menghasilkan cahaya MIR koheren jalur lebar berkuasa tinggi.Berbanding dengan OPO dan OPA yang biasa digunakan, IDFG membenarkan pengurangan kerumitan sistem dan peningkatan kebolehpercayaan, kerana keperluan untuk menjajarkan dua rasuk atau rongga berasingan pada ketepatan tinggi dialih keluar.Selain itu, keluaran MIR secara intrinsik adalah fasa-sampul surat pembawa (CEP) stabil dengan IDFG .
Rajah 1
Spektrum penghantaran 1-mm-tebal tidak bersalutkristal BGSedisediakan oleh DIEN TECH.Inset menunjukkan kristal sebenar yang digunakan dalam eksperimen ini.
Rajah 2
Persediaan eksperimen penjanaan MIR dengan akristal BGSe.OAP, cermin parabola luar paksi dengan panjang fokus berkesan 20 mm;HWP, plat separuh gelombang;TFP, polarizer filem nipis;LPF, penapis long-pass.
Pada tahun 2010, kristal tak linear chalcogenide dwipaksi baharu, BaGa4Se7 (BGSe), telah direka menggunakan kaedah Bridgman-Stockbarger .Ia mempunyai julat ketelusan yang luas dari 0.47 hingga 18 µm (seperti ditunjukkan dalam Rajah 1) dengan pekali tak linear d11 = 24.3 pm/V dan d13 = 20.4 pm/V.Tetingkap ketelusan BGSe jauh lebih luas daripada ZGP dan LGS walaupun ketaklinearannya lebih rendah daripada ZGP (75 ± 8 malam/V).Berbeza dengan GaSe, BGSe juga boleh dipotong pada sudut padanan fasa yang dikehendaki dan boleh disalut anti-pantulan.
Persediaan eksperimen digambarkan dalam Rajah 2(a).Denyutan pemacu pada mulanya dijana daripada pengayun Cr:ZnS terkunci mod kanta Kerr binaan rumah dengan kristal Cr:ZnS polihabluran (5 × 2 × 9 mm3 , penghantaran=15% pada 1908nm) sebagai medium perolehan yang dipam oleh Laser gentian Tm-doped pada 1908nm.Ayunan dalam rongga gelombang berdiri menyampaikan denyutan 45-fs yang beroperasi pada kadar pengulangan 69 MHz dengan kuasa purata 1 W pada panjang gelombang pembawa 2.4 µm.Kuasa dikuatkan kepada 3.3 W dalam penguat Cr:ZnS polihabluran tunggal dua peringkat binaan rumah (5 × 2 × 6 mm3 , penghantaran=20% pada 1908nm dan 5 × 2 × 9 mm3 , penghantaran=15% pada 1908nm), dan tempoh nadi keluaran diukur dengan radas pemarut optik (SHG-FROG) yang dibina di rumah.
