BGSe નોનલાઇનર ક્રિસ્ટલનો ઉપયોગ કરીને ઓક્ટેવ-સ્પેનિંગ મિડ-ઇન્ફ્રારેડનું નિર્માણ

2.4 µm ની કેન્દ્રિય તરંગલંબાઇ પર 28-fs પલ્સ પહોંચાડતી Cr:ZnS લેસર સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરીને ડૉ. જીનવેઇ ઝાંગ અને તેમની ટીમ પંપ સ્ત્રોત તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે, જે BGSe ક્રિસ્ટલની અંદર ઇન્ટ્રા-પલ્સ ડિફરન્સ ફ્રીક્વન્સી જનરેશનને ચલાવે છે.પરિણામે, 6 થી 18 µm સુધી ફેલાયેલું સુસંગત બ્રોડબેન્ડ મિડ-ઇન્ફ્રારેડ સાતત્ય પ્રાપ્ત થયું છે.તે દર્શાવે છે કે BGSe ક્રિસ્ટલ એ બ્રોડબેન્ડ માટે આશાસ્પદ સામગ્રી છે, ફેમટોસેકન્ડ પંપ સ્ત્રોતો સાથે ફ્રીક્વન્સી ડાઉન કન્વર્ઝન દ્વારા થોડા-ચક્રના મધ્ય-ઇન્ફ્રારેડ જનરેશન.

પરિચય

2-20 µm ની રેન્જમાં મિડ-ઇન્ફ્રારેડ (MIR) પ્રકાશ આ સ્પેક્ટ્રલ પ્રદેશમાં ઘણી મોલેક્યુલર લાક્ષણિકતા શોષણ રેખાઓની હાજરીને કારણે રાસાયણિક અને જૈવિક ઓળખ માટે ઉપયોગી છે.વ્યાપક એમઆઈઆર શ્રેણીના એક સાથે કવરેજ સાથે સુસંગત, થોડા-ચક્ર સ્ત્રોત, મિર્કો-સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી, ફેમટોસેકન્ડ પંપ-પ્રોબ સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી, અને ઉચ્ચ-ગતિશીલ-શ્રેણીના સંવેદનશીલ માપન જેવી નવી એપ્લિકેશનોને વધુ સક્ષમ કરી શકે છે, અત્યાર સુધી અસંખ્ય યોજનાઓ

સુસંગત એમઆઈઆર રેડિયેશન પેદા કરવા માટે વિકસાવવામાં આવ્યું છે, જેમ કે સિંક્રોટ્રોન બીમ લાઈન્સ, ક્વોન્ટમ કાસ્કેડ લેસર્સ, સુપરકોન્ટિન્યુમ સ્ત્રોતો, ઓપ્ટિકલ પેરામેટ્રિક ઓસિલેટર (ઓપીઓ) અને ઓપ્ટિકલ પેરામેટ્રિક એમ્પ્લીફાયર (ઓપીએ).જટિલતા, બેન્ડવિડ્થ, શક્તિ, કાર્યક્ષમતા અને પલ્સ અવધિના સંદર્ભમાં આ તમામ યોજનાઓની પોતાની શક્તિ અને નબળાઈઓ છે.તેમાંથી, ઇન્ટ્રા-પલ્સ ડિફરન્સ ફ્રીક્વન્સી જનરેશન (IDFG) હાઇ-પાવર ફેમટોસેકન્ડ 2 µm લેસરોના વિકાસને કારણે વધતું ધ્યાન આકર્ષિત કરી રહ્યું છે જે ઉચ્ચ-પાવર બ્રોડબેન્ડ સુસંગત MIR લાઇટ જનરેટ કરવા માટે સ્મોલ-બેન્ડગેપ નોન-ઓક્સાઇડ નોનલાઇનર ક્રિસ્ટલ્સને અસરકારક રીતે પમ્પ કરી શકે છે.સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા OPOs અને OPAs ની તુલનામાં, IDFG સિસ્ટમની જટિલતામાં ઘટાડો અને વિશ્વસનીયતા વધારવાની મંજૂરી આપે છે, કારણ કે ઉચ્ચ ચોકસાઇ પર બે અલગ-અલગ બીમ અથવા પોલાણને સંરેખિત કરવાની જરૂરિયાત દૂર કરવામાં આવે છે.આ ઉપરાંત, MIR આઉટપુટ આંતરિક રીતે વાહક-એન્વેલોપ-ફેઝ (CEP) IDFG સાથે સ્થિર છે.

ફિગ 1

1-mm-જાડા અનકોટેડનું ટ્રાન્સમિશન સ્પેક્ટ્રમBGSe ક્રિસ્ટલDIEN TECH દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવે છે.ઇનસેટ આ પ્રયોગમાં વપરાયેલ વાસ્તવિક સ્ફટિક દર્શાવે છે.

ફિગ 2

MIR જનરેશનનું પ્રાયોગિક સેટઅપ એ સાથેBGSe ક્રિસ્ટલ.OAP, 20 મીમીની અસરકારક ફોકસ લંબાઈ સાથે ઓફ-એક્સિસ પેરાબોલિક મિરર;HWP, હાફ-વેવ પ્લેટ;TFP, પાતળા-ફિલ્મ પોલરાઇઝર;LPF, લાંબા-પાસ ફિલ્ટર.

2010 માં, બ્રિજમેન-સ્ટોકબર્ગર પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને એક નવું દ્વિઅક્ષીય ચાલ્કોજેનાઇડ નોનલાઇનર ક્રિસ્ટલ, BaGa4Se7 (BGSe) બનાવવામાં આવ્યું છે.તે d11 = 24.3 pm/V અને d13 = 20.4 pm/V ના બિનરેખીય ગુણાંક સાથે 0.47 થી 18 µm (ફિગ. 1 માં બતાવ્યા પ્રમાણે) સુધીની વિશાળ પારદર્શિતા શ્રેણી ધરાવે છે.BGSe ની પારદર્શિતા વિન્ડો ZGP અને LGS કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વિશાળ છે જો કે તેની બિનરેખીયતા ZGP (75 ± 8 pm/V) કરતાં ઓછી છે.GaSe થી વિપરીત, BGSe ને ઇચ્છિત તબક્કા-મેળિંગ એંગલ પર પણ કાપી શકાય છે અને પ્રતિબિંબ વિરોધી કોટેડ હોઈ શકે છે.

પ્રાયોગિક સેટઅપ ફિગ. 2(a) માં દર્શાવવામાં આવ્યું છે.ડ્રાઇવિંગ પલ્સ શરૂઆતમાં હોમ-બિલ્ટ કેર-લેન્સ મોડ-લોક્ડ Cr:ZnS ઓસિલેટરમાંથી પોલિક્રિસ્ટલાઇન Cr:ZnS ક્રિસ્ટલ (5 × 2 × 9 mm3 , ટ્રાન્સમિશન = 1908nm પર 15%) દ્વારા બનાવવામાં આવે છે. 1908nm પર Tm-doped ફાઇબર લેસર.સ્ટેન્ડિંગ-વેવ કેવિટીમાં ઓસિલેશન 2.4 µm ની વાહક તરંગલંબાઇ પર 1 W ની સરેરાશ શક્તિ સાથે 69 MHz ના પુનરાવર્તન દરે કાર્યરત 45-fs પલ્સ પહોંચાડે છે.હોમ બિલ્ટ બે-સ્ટેજ સિંગલ-પાસ પોલીક્રિસ્ટલાઇન Cr:ZnS એમ્પ્લીફાયર (5 × 2 × 6 mm3 , ટ્રાન્સમિશન=20% 1908nm પર અને 5 × 2 × 9 mm3 , ટ્રાન્સમિશન = 15% પર 1908nm), અને આઉટપુટ પલ્સ સમયગાળો હોમ-બિલ્ટ સેકન્ડ-હાર્મોનિક-જનરેશન ફ્રીક્વન્સી-રિઝોલ્વ્ડ ઓપ્ટિકલ ગ્રેટિંગ (SHG-FROG) ઉપકરણ વડે માપવામાં આવે છે.

નિષ્કર્ષ

તેઓએ સાથે MIR સ્ત્રોતનું નિદર્શન કર્યુંBGSe ક્રિસ્ટલIDFG પદ્ધતિ પર આધારિત.2.4 µm ની તરંગલંબાઈ પર ફેમટોસેકન્ડ Cr:ZnS લેસર સિસ્ટમનો ઉપયોગ ડ્રાઇવિંગ સ્ત્રોત તરીકે કરવામાં આવ્યો હતો, જે 6 થી 18 µm સુધી એક સાથે સ્પેક્ટ્રલ કવરેજને સક્ષમ કરે છે.અમારી શ્રેષ્ઠ જાણકારી મુજબ, આ પ્રથમ વખત છે જ્યારે BGSe ક્રિસ્ટલમાં બ્રોડબેન્ડ MIR જનરેશન સાકાર થયું છે.આઉટપુટમાં થોડા-ચક્ર પલ્સ સમયગાળો હોવાની અને તેના વાહક-પરબિડીયું તબક્કામાં સ્થિર રહેવાની અપેક્ષા છે.અન્ય સ્ફટિકોની તુલનામાં, પ્રારંભિક પરિણામ સાથેBGSeતુલનાત્મક બ્રોડ બેન્ડવિડ્થ ( કરતાં વધુ પહોળીZGPઅનેએલજીએસ) જોકે ઓછી સરેરાશ શક્તિ અને રૂપાંતરણ કાર્યક્ષમતા સાથે.ફોકસ સ્પોટ સાઇઝ અને ક્રિસ્ટલ જાડાઈના વધુ ઑપ્ટિમાઇઝેશન સાથે ઉચ્ચ સરેરાશ પાવરની અપેક્ષા રાખી શકાય છે.ઉચ્ચ નુકસાન થ્રેશોલ્ડ સાથે સારી ક્રિસ્ટલ ગુણવત્તા પણ MIR સરેરાશ શક્તિ અને રૂપાંતરણ કાર્યક્ષમતા વધારવા માટે ફાયદાકારક રહેશે.આ કાર્ય તે દર્શાવે છેBGSe ક્રિસ્ટલબ્રોડબેન્ડ, સુસંગત MIR જનરેશન માટે આશાસ્પદ સામગ્રી છે.

પીડીએફ પેપર મેળવો

પોસ્ટ સમય: ડિસેમ્બર-07-2020