Perkenalan
Cahaya inframerah-tengah (MIR) dalam kisaran 2-20 µm berguna untuk identifikasi kimia dan biologi karena adanya banyak garis serapan karakteristik molekuler di wilayah spektral ini.Sumber beberapa siklus yang koheren dengan cakupan rentang MIR yang luas secara simultan dapat lebih lanjut memungkinkan aplikasi baru seperti spektroskopi cermin, spektroskopi probe pompa femtodetik, dan pengukuran sensitif rentang dinamis tinggi. Hingga saat ini banyak skema yang telah dikembangkan.
telah dikembangkan untuk menghasilkan radiasi MIR yang koheren, seperti garis berkas sinkrotron, laser kaskade kuantum, sumber superkontinuum, osilator parametrik optik (OPO) dan penguat parametrik optik (OPA).Semua skema ini memiliki kekuatan dan kelemahannya masing-masing dalam hal kompleksitas, bandwidth, daya, efisiensi, dan durasi pulsa.Diantaranya, pembangkitan frekuensi perbedaan intra-pulsa (IDFG) semakin menarik perhatian berkat pengembangan laser femtosecond 2 µm berdaya tinggi yang dapat secara efektif memompa kristal nonlinier non-oksida celah pita kecil untuk menghasilkan cahaya MIR koheren broadband berdaya tinggi.Dibandingkan dengan OPO dan OPA yang biasa digunakan, IDFG memungkinkan pengurangan kompleksitas sistem dan peningkatan keandalan, karena kebutuhan untuk menyelaraskan dua balok atau rongga terpisah dengan presisi tinggi dihilangkan.Selain itu, keluaran MIR secara intrinsik stabil pada fase pembawa-amplop (CEP) dengan IDFG.
Gambar 1
Spektrum transmisi tidak dilapisi setebal 1 mmkristal BGSedisediakan oleh DIEN TECH.Sisipan menunjukkan kristal sebenarnya yang digunakan dalam percobaan ini.
Gambar 2
Pengaturan eksperimental generasi MIR dengan akristal BGSe.OAP, cermin parabola off-axis dengan panjang fokus efektif 20 mm;HWP, pelat setengah gelombang;TFP, polarizer film tipis;LPF, filter lolos panjang.
Pada tahun 2010, kristal nonlinier kalkogenida biaksial baru, BaGa4Se7 (BGSe), telah dibuat menggunakan metode Bridgman-Stockbarger.Ia memiliki rentang transparansi yang luas dari 0,47 hingga 18 µm (seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1) dengan koefisien nonlinier d11 = 24,3 pm/V dan d13 = 20,4 pm/V.Jendela transparansi BGSe secara signifikan lebih luas dibandingkan ZGP dan LGS meskipun nonliniernya lebih rendah dibandingkan ZGP (75 ± 8 pm/V).Berbeda dengan GaSe, BGSe juga dapat dipotong pada sudut pencocokan fase yang diinginkan dan dapat dilapisi anti pantulan.
Pengaturan eksperimental diilustrasikan pada Gambar 2 (a).Pulsa penggerak awalnya dihasilkan dari osilator Cr:ZnS yang dikunci mode lensa Kerr buatan sendiri dengan kristal polikristalin Cr:ZnS (5 × 2 × 9 mm3 , transmisi=15% pada 1908nm) sebagai media penguatan yang dipompa oleh a Laser serat yang didoping Tm pada 1908nm.Osilasi dalam rongga gelombang berdiri menghasilkan pulsa 45-fs yang beroperasi pada tingkat pengulangan 69 MHz dengan daya rata-rata 1 W pada panjang gelombang pembawa 2,4 µm.Daya diperkuat hingga 3,3 W dalam penguat Cr:ZnS polikristalin lintasan tunggal dua tahap buatan rumah (5 × 2 × 6 mm3 , transmisi=20% pada 1908nm dan 5 × 2 × 9 mm3 , transmisi=15% pada 1908nm), dan durasi pulsa keluaran diukur dengan peralatan kisi optik penyelesaian frekuensi harmonik generasi kedua (SHG-FROG) buatan sendiri.
