3. Differenzfrequenzerzeugung von ultraschnellen Hochleistungs-Mittelinfrarot-Lichtquellen 3.3 Differenzfrequenz erzeugt 2-5μm hochleistungsstarke abstimmbare Mittelinfrarot-Ultrakurzimpulse Um 2-5 µm hochleistungsabstimmbare Mittelinfrarot-Ultrakurzimpulse zu erhalten, wurde das Spektrum mittels SESS (Sequencing Energy Sequencing System) mit 1,55 µm hochenergetischen Ultrakurzimpulsen auf 1,3-1,9 µm verbreitert und das Signallicht in Figur 7(a) in einem Differenzfrequenzerzeugungssystem ersetzt. Alle Komponenten des Differenzfrequenzsystems sind identisch mit denen in Fig. 7a). Die Einstellung der Eingangsimpulsenergie des SESS ermöglicht eine Abstimmung des Signalspektrums von 1,3 µm auf 1,9 µm und eine laterale Verschiebung des PPLN-Kristalls (www.wisoptic.com) ermöglicht eine Anpassung der Polarisationsperiode an die Wellenlänge des Pump- und Signallichts. Fig. 11 zeigt das Spektrum und die Leistung entsprechend einer Pumpleistung von 15 W. Die höchste Leistung liegt bei einer Leerlaufwellenlänge von 3,28 µm (entsprechend einer Signalwellenlänge von 1,5 µm), die mittlere Ausgangsleistung beträgt 1,87 W und die Einzelpulsenergie beträgt 56 nJ. Mit zunehmender Wellenlänge des Leerlaufs nimmt seine durchschnittliche Ausgangsleistung ab und beträgt bei einer Mittenwellenlänge von 4,8 µm 1,02 W. Deutliche Kohlendioxid- und Wasserabsorptionspeaks wurden in den Spektren bei den Wellenlängen 4,2 und 2,7 µm beobachtet. Die Spektralpeaks bei 2,7 µm und 2,25 µm sind das Ergebnis der Differenzfrequenzerzeugung des Pumplichts und des Signallichts bei 1,65 µm bzw. 1,9 µm. Aufgrund des Fehlens eines Bandpaßfilters zur Trennung dieser beiden Signallampenkomponenten werden die Leerlauffrequenzen beider Bänder gleichzeitig an den Leistungsmesser ausgegeben. Die Anpassung der Polarisationsperiode des PPLN (www.wisoptic.com), um eine Quasi-Phasenanpassung eines Bandes zu erreichen, kann die Erzeugungseffizienz einer anderen spektralen Komponente unterdrücken, aber die Wirkung ist begrenzt. Die endgültige Ausgangsleistung beträgt 1,1 W inklusive der Gesamtleistung der beiden Spektralspitzen. Die Pumplichtpulsleistung wurde auf 30 W erhöht und die Frequenzdifferenz zu den Signalimpulsen mit Mittenwellenlängen von 1,35 µm, 1,4 µm, 1,45 µm, 1,55 µm und 1,6 µm verwendet, um Leerlicht mit Wellenlängen von 4,2 µm, 3,9 µm, 3,58 µm, 3,06 µm und 2,9 µm mit Leistungen von 1,98 W, 2,48 W, 2,73 W, 2,58 W und 3,02 W zu erhalten. Wenn die Signalwellenlänge auf 1,3 µm abgestimmt ist, erzeugt das SESS eine breitere spektrale Nebenkeulenbandbreite. Die Frequenzbandbreite, die einer kürzeren Mittenwellenlänge von 1,3 µm entspricht, ist mit dem gleichen 50nm-Bandpaßfilter noch breiter, was zu einer schmaleren Pulsbreite führt. Nach der Verstärkung durch den DFG-Prozess ist die Spitzenleistung höher, was zu einer Selbstfokussierung der Impulse im Kristall führt und letztendlich den Kristall beschädigt. Abbildung 11. Ausgangsspektrum und Leistung eines 2,5 µm Hochleistungs-Abstimmbaren Kurzwellen-Mittelinfrarot-Lasers Abbildung 11. Ausgangsspektrum und Leistung einer abstimmbaren Kurzwellen-Mittelinfrarot-Laserquelle mit hoher Leistung von 2-5 µm.