การแนะนำ
แสงอินฟราเรดกลาง (MIR) ในช่วง 2-20 µm มีประโยชน์ในการระบุสารเคมีและชีวภาพ เนื่องจากมีเส้นการดูดกลืนแสงที่มีลักษณะเฉพาะของโมเลกุลจำนวนมากในบริเวณสเปกตรัมนี้แหล่งที่มาแบบไม่กี่รอบที่สอดคล้องกันซึ่งครอบคลุมช่วง MIR ที่กว้างไปพร้อมๆ กัน ช่วยให้สามารถใช้งานใหม่ๆ เพิ่มเติมได้ เช่น mirco-spectroscopy , femtosecond pump-probe spectroscopy และการวัดที่ละเอียดอ่อนช่วงไดนามิกสูง จนถึงขณะนี้ มีหลายรูปแบบ
ได้รับการพัฒนาเพื่อสร้างรังสี MIR ที่สอดคล้องกัน เช่น เส้นลำแสงซินโครตรอน เลเซอร์ควอนตัมคาสเคด แหล่งกำเนิดซุปเปอร์คอนตินิวอัม ออพติคัลพาราเมตริกออสซิลเลเตอร์ (OPO) และเครื่องขยายสัญญาณพาราเมตริกแบบออปติคอล (OPA)แผนงานเหล่านี้ล้วนมีจุดแข็งและจุดอ่อนในแง่ของความซับซ้อน แบนด์วิธ พลังงาน ประสิทธิภาพ และระยะเวลาพัลส์ของตัวเองในหมู่พวกเขา การสร้างความถี่ที่แตกต่างภายในพัลส์ (IDFG) กำลังดึงดูดความสนใจเพิ่มขึ้นด้วยการพัฒนาเลเซอร์ femtosecond 2 µm กำลังสูง ที่สามารถปั๊มผลึกไม่เชิงเส้นแบบไม่เชิงเส้นแถบแบนด์ขนาดเล็กได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อสร้างแสง MIR ที่สอดคล้องกันบรอดแบนด์กำลังสูงเมื่อเปรียบเทียบกับ OPO และ OPA ที่ใช้ตามปกติ IDFG ช่วยลดความซับซ้อนของระบบและเพิ่มความน่าเชื่อถือ เนื่องจากไม่จำเป็นต้องจัดแนวลำแสงหรือช่องสองช่องแยกกันด้วยความแม่นยำสูงอีกต่อไปนอกจากนี้ เอาท์พุต MIR ยังมีเฟสพาหะ-ซองจดหมาย-เฟส (CEP) ที่เสถียรกับ IDFG
รูปที่ 1
สเปกตรัมการส่งผ่านแบบไม่เคลือบหนา 1 มมบีจีซี คริสตัลจัดทำโดย DIEN TECHสิ่งที่ใส่เข้าไปจะแสดงคริสตัลจริงที่ใช้ในการทดลองนี้
รูปที่ 2
การตั้งค่าทดลองของการสร้าง MIR ด้วยบีจีซี คริสตัลOAP กระจกพาราโบลานอกแกนที่มีความยาวโฟกัสที่มีประสิทธิภาพ 20 มม.HWP แผ่นครึ่งคลื่น;TFP, โพลาไรเซอร์แบบฟิล์มบาง;LPF ตัวกรองผ่านระยะยาว
ในปี 2010 BaGa4Se7 (BGSe) ซึ่งเป็นผลึกไม่เชิงเส้นชาโคเจนไนด์แบบสองแกนได้ถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยใช้วิธี Bridgman-Stockbargerมีช่วงความโปร่งใสกว้างตั้งแต่ 0.47 ถึง 18 µm (ดังแสดงในรูปที่ 1) โดยมีค่าสัมประสิทธิ์ไม่เชิงเส้นที่ d11 = 24.3 pm/V และ d13 = 20.4 pm/Vหน้าต่างโปร่งใสของ BGSe กว้างกว่า ZGP และ LGS อย่างมาก แม้ว่าความไม่เชิงเส้นจะต่ำกว่า ZGP (75 ± 8 pm/V)ตรงกันข้ามกับ GaSe BGSe ยังสามารถตัดที่มุมการจับคู่เฟสที่ต้องการ และสามารถเคลือบป้องกันการสะท้อนแสงได้
การตั้งค่าการทดลองแสดงไว้ในรูปที่ 2(a)พัลส์การขับนั้นเริ่มแรกสร้างขึ้นจาก Cr:ZnS ออสซิลเลเตอร์แบบล็อคโหมด Kerr-lens ที่สร้างขึ้นเองที่บ้าน พร้อมด้วยคริสตัลโพลีคริสตัลไลน์ Cr:ZnS (5 × 2 × 9 มม.3, การส่งผ่าน = 15% ที่ 1908 นาโนเมตร) เป็นตัวกลางเกนที่ถูกสูบโดย ไฟเบอร์เลเซอร์เจือ Tm ที่ 1908 นาโนเมตรการแกว่งในช่องคลื่นนิ่งส่งพัลส์ 45-fs ที่ทำงานที่อัตราการเกิดซ้ำ 69 MHz โดยมีกำลังเฉลี่ย 1 W ที่ความยาวคลื่นพาหะ 2.4 µmกำลังขยายเป็น 3.3 W ในแอมพลิฟายเออร์โพลีคริสตัลไลน์ Cr:ZnS แบบพาสเดียวแบบสองขั้นตอนที่สร้างขึ้นเองที่บ้าน (5 × 2 × 6 mm3, การส่งผ่าน=20% ที่ 1908nm และ 5 × 2 × 9 mm3, การส่งผ่าน=15% ที่ 1908 นาโนเมตร) และระยะเวลาพัลส์เอาท์พุตถูกวัดด้วยอุปกรณ์ออปติคอลเกรตติ้ง (SHG-FROG) ที่แก้ไขความถี่ฮาร์มอนิกที่สองที่สร้างขึ้นเองที่บ้าน
