Мощные сверхбыстрые источники среднего инфракрасного диапазона с длиной волны 2–5 мкм на основе двухволнового источника — Часть 9

3 Генерация разностной частоты мощных сверхбыстрых источников света среднего инфракрасного диапазона 

3.3 Генерация дифференциальной частоты 2-5мм мощных перестраиваемых ультракоротких импульсов среднего инфракрасного диапазона 

Для получения мощного перестраиваемого ультракороткого импульса среднего инфракрасного диапазона длиной 2–5 мкм используется высокоэнергетический ультракороткий импульс длиной 1,55 мкм для расширения спектра до 1,3–1,9 мкм с помощью системы генерации энергии последовательности (SESS), который заменяет сигнальный свет, показанный на рисунке 7(a), в системе генерации разностной частоты. Все компоненты системы генерации разностной частоты идентичны компонентам, показанным на рисунке 7(a). Регулировка энергии входного импульса SESS позволяет перестраивать спектр сигнального света в диапазоне 1,3–1,9 мкм, а также боковое перемещение кристалла PPLN. (www.wisoptic.com)соответствует периоду поляризации с длинами волн накачки и сигнального света. На рисунке 11 показаны спектр и мощность, соответствующие мощности накачки 15 Вт. Наибольшая мощность находится на холостой длине волны 3,28 мкм (соответствует длине волны сигнала 1,5 мкм), со средней выходной мощностью 1,87 Вт и энергией одиночного импульса 56 нДж. С увеличением холостой длины волны его средняя выходная мощность уменьшается, со средней мощностью 1,02 Вт на центральной длине волны 4,8 мкм. Очевидные пики поглощения углекислого газа и воды наблюдаются в спектрах на длинах волн 4,2 мкм и 2,7 мкм. Спектральные пики на 2,7 мкм и 2,25 мкм являются результатом генерации разностной частоты света накачки и сигнального света на 1,65 мкм и 1,9 мкм соответственно. Из-за отсутствия полосового фильтра для разделения этих двух составляющих светового сигнала, холостые частоты обоих диапазонов одновременно подаются на измеритель мощности. Регулировка PPLN(www.wisoptic.com)Период поляризации для достижения квазисинхронизма в одной полосе может подавить эффективность генерации другой спектральной компоненты, но эффект ограничен. Конечная выходная мощность составляет 1,1 Вт, включая суммарную мощность обоих спектральных пиков. Мощность импульса накачки была увеличена до 30. Вт, а разность частот использовалась с импульсами сигнала с центральной длиной волны 1,35 мкм, 1,4 мкм, 1,45 мкм, 1,55 мкм и 1,6 мкм для получения холостого света с длиной волны 4,2 мкм, 3,9 мкм, 3,58 мкм, 3,06 мкм и 2,9 мкм, соответственно, с степенями 1,98 В, 2.48 В, 2,73 Ж, 2,58 Вт, и 3,02 W. Когда длина волны сигнала была настроена на 1,3 мкм, SESS генерировал более широкую спектральную полосу боковых лепестков. Используя те же 50 нм полосовой фильтр, полоса пропускания частот которого соответствует более короткой центральной длине волны 1,3 мкм был ещё шире, что приводило к уменьшению длительности импульса. После усиления методом DFG пиковая мощность была выше, что приводило к самофокусировке импульса в кристалле и, в конечном итоге, к его повреждению.

Рис. 11. Выходной спектр и мощность мощного перестраиваемого коротковолнового излучателя среднего инфракрасного диапазона 2–5 мкм.

лазерный источник.