3 generazione di frequenza differenziale di sorgente luminosa ultra-veloce a infrarossi medi ad alta potenza 3.3 Generazione di frequenza differenziale di impulsi ultracorti a infrarossi medi sintonizzabili ad alta potenza da 2-5 μm Per ottenere un impulso ultra-corto a infrarossi medio sintonizzabili ad alta potenza da 2-5 μm, un impulso ultra-corto ad alta energia da 1,55 μm viene utilizzato per ampliare lo spettro a 1,3-1,9 μm tramite un sess(Sequencing Energy Sequencing System) e sostituisce la luce del segnale nella figura 7(a) nel sistema di generazione di frequenza differenziale. Tutti i componenti del sistema di differenza di frequenza sono identici a quelli della figura 7(a). Regolazione dell'energia dell'impulso di ingresso del sesso permette di sintonizzare lo spettro della luce del segnale da 1,3 a 1,9 μm, e spostare lateralmente il cristallo ppln(www.wisoptic.com) corrisponde al periodo di polarizzazione con le lunghezze d'onda della pompa e delle luci del segnale. La figura 11 mostra lo spettro e la potenza corrispondenti a una potenza di pompa di 15 W. La potenza massima si trova ad una lunghezza d'onda di 3,28 μm(corrispondente a una lunghezza d'onda del segnale di 1,5 μm), con una potenza di uscita media di 1,87 w e un'energia a impulso singolo di 56 nj. Man mano che aumenta la lunghezza d'onda del ruller, la sua potenza media di uscita diminuisce, con una potenza media di 1,02 w a una lunghezza d'onda centrale di 4,8 μm. Evidenti picchi di assorbimento di biossido di carbonio e acqua sono osservati negli spettri a lunghezze d'onda di 4,2 μm e 2,7 μm. I picchi spettrali a 2,7 μm e 2,25 μm sono il risultato della generazione di differenza di frequenza della luce della pompa e della luce del segnale a 1,65 μm e 1,9 μm, rispettivamente. A causa della mancanza di un filtro passa-banda per separare questi due componenti della luce del segnale, le frequenze di inattività di entrambe le bande vengono emesse simultaneamente al contatore di potenza. Regolare il periodo di polarizzazione ppln (www.wisoptic.com) per ottenere la corrispondenza quasi-fase in una banda può sopprimere l'efficienza di generazione dell'altro componente spettrale, ma l'effetto è limitato. La potenza di uscita finale è di 1,1 w, che include la potenza totale di entrambi i picchi spettrali. La potenza dell'impulso della luce della pompa è stata aumentata a 30 w, e la differenza di frequenza è stata utilizzata con impulsi di segnale con lunghezze d'onda centrali di 1,35 μm, 1,4 μm, 1,45 μm, 1,55 μm e 1,6 μm per ottenere luce ruota con lunghezze d'onda rispettivamente di 4,2 μm, 3,9 μm, 3,58 μm, 3,06 μm e 2,9 μm, con potenze di 1,98 w, 2,48 w, 2,73 w, 2,58 w e 3,02 w. Quando la lunghezza d'onda del segnale è stata sintonizzata a 1,3 μm, il sesso ha generato una larghezza di banda del lobo laterale spettrale più ampia. Utilizzando lo stesso filtro passa-banda di 50 nm, la larghezza di banda di frequenza corrispondente alla lunghezza d'onda centrale più corta di 1,3 μm era ancora più ampia, con conseguente larghezza di impulso più stretta. Dopo l'amplificazione con il processo dfg, la potenza di picco era più elevata, causando l'impulso a auto-messa a fuoco nel cristallo, danneggiando infine il cristallo. Figura 11. Spettro di uscita e potenza dell'infrarosso medio a onda corta sintonizzabile ad alta potenza da 2 5μm Figura 11. Spettro di uscita e potenza della sorgente laser a infrarossi medio-a onda corta sintonizzabile ad alta potenza 2-5μm.

3 generazione di frequenza differenziale di sorgente luminosa ultra-veloce a infrarossi medi ad alta potenza 3.2 Generazione di frequenza differenziale per la produzione di impulsi ultracorti a infrarossi medi ad alta potenza a 3 μm Regolare la linea di ritardo temporale per sincronizzare l'impulso della pompa e l'impulso del segnale in tempo e misurare la variazione della potenza di uscita a infrarossi interni con la potenza della pompa e la potenza del segnale. I risultati sono mostrati nella figura 9. Figura 9. Nell'uscita sperimentale dell'energia della luce inattiva cambia con la luce della pompa e l'energia della luce del segnale dopo il ritardo ottimizzato Durante la misurazione, la linea di ritardo è stata ottimizzata per garantire la massima potenza a medio infrarosso di uscita. Nella figura 9(a), quando l'energia del segnale è di 0,3 nj (quadrati neri), l'energia inattività aumenta inizialmente esponenzialmente con l'energia della pompa, raggiungendo la saturazione dopo che l'energia della pompa supera 600 nj. Questa tendenza è coerente con la tendenza della figura 3(a) in cui l'energia del segnale è 0,1 nj e l'energia della pompa varia tra 100 e 3,5 μj. Man mano che l'energia del segnale aumenta a 9 nj (triangoli verdi), l'interazione non lineare aumenta significativamente e l'energia della pompa necessaria per raggiungere la saturazione diminuisce a 240 nj. Quando l'energia del segnale è di 120 nj (stella esagonale nera), l'energia inattività entra nella regione di saturazione dopo che l'energia della pompa supera 120 nj, coerente con la curva corrispondente all'energia dell'impulso del segnale di 100 nj nella figura 3(a). Grazie all'ottimizzazione del ritardo, la curva di energia del ruller converge al suo valore massimo in modo ordinato, coerente con la tendenza della curva nella figura 3(a). Giudicando dalla curva di energia del ruller, il dfg funziona nella regione di saturazione quando l'energia della pompa è 900 nj e l'energia del segnale è 120 nj, coerente con le energie corrispondenti nella figura 3(a). La figura 9(b) mostra la curva energetica del ruller contro energia del segnale per diverse energie di pompa (60-900 nJ). Rispetto al modello di crescita della curva nella figura 3(b), l'energia di impulso corrispondente ai parametri nella figura 9 è più elevata, con conseguente alcuna regione in cui l'energia del rullare aumenta linearmente con l'energia del segnale. Il tasso di crescita degli idler rallenta gradualmente a tutte le energie della pompa. Quando l'energia della pompa è solo 60 nj(quadrati neri), non si osserva una saturazione evidente. Quando l'energia della pompa è di 540 nj (triangoli verdi), l'energia del segnale necessaria per raggiungere la regione di saturazione è di 45 nj. Quando l'energia della pompa è 900 nj, l'energia del segnale necessaria per raggiungere la regione di saturazione è 9 nj, coerente con il modello di simulazione nella figura 3(b). Quando l'energia luminosa della pompa è di 900 nj e l'energia luminosa del segnale è di 120 nj, l'energia luminosa di uscita a medio infrarosso è di 92 nj, con una frequenza di ripetizione di 33,3 mhz, corrispondente a una potenza media di 3,06 W. Lo spettro di luce inutile è mostrato nella figura 10. Lo spettro ha una lunghezza d'onda centrale di 3,06 μm e una larghezza piena a mezza massima di circa 70 nm. La linea tratteggiata rossa è lo spettro a medio infrarosso calcolato utilizzando i parametri di uscita del laser a doppia lunghezza d'onda. Le larghezze dello spettro sperimentale e simulato sono quasi identici, con un leggero spostamento della lunghezza d'onda centrale dovuto a una leggera differenza nel periodo di polarizzazione effettiva del cristallo ppln(www.wisoptic.com) nell'esperimento e nella simulazione. Fig. 10. l'uscita finale dello spettro a medio infrarosso