Yüksek güçlü orta kızılötesi ultra hızlı ışık kaynağı 3 fark frekans üretimi 3.3 2-5 μm yüksek güçlü ayarlanabilir orta kızılötesi ultra kısa darbelerin diferansiyel frekans üretimi 2-5 μm yüksek güçlü ayarlanabilir orta kızılötesi ultra kısa darbe elde etmek için, 1.55 μm yüksek enerjili ultra kısa darbe, spektrumu bir sess (sekanslama enerjisi sekanslama sistemi) aracılığıyla 1.3-1.9 μm'ye genişletmek için kullanılır ve fark frekans üretim sistemindeki Şekil 7 (a)'daki sinyal ışığının yerini alır. Fark frekans sisteminin tüm bileşenleri Şekil 7(a)'daki bileşenlerle aynıdır. Sess'in giriş darbe enerjisinin ayarlanması, sinyal ışığı spektrumunun 1.3-1.9 μm arasında ayarlanmasına izin verir ve ppln kristallerinin (www.wisoptic.com) polarizasyon dönemini pompanın ve sinyal ışıklarının dalga boyuna eşleştirmek için yanal hareket eder. Şekil 11, 15 watt pompa gücüne karşılık gelen spektrumu ve gücü gösterir. En yüksek güç, ortalama çıkış gücü 1.87w ve tek darbe enerjisi 56 nj olan 3.28 μm boş bir dalga boyunda (1.5 μm sinyal dalga boyuna karşılık gelen) bulunur. Boşta dalga boyu arttıkça, ortalama çıkış gücü azalır ve ortalama güç 4.8 μm merkez dalga boyunda 1.02w olur. 4.2 μm ve 2.7 μm dalga boylarında spektrumda belirgin karbondioksit ve su emme zirveleri gözlenmiştir. 2.7 μm ve 2.25 μm'deki spektral zirveler, pompa ışığı ve sinyal ışığının sırasıyla 1.65 μm ve 1.9 μm'deki farklı frekans üretiminin sonucudur. Bu iki sinyal ışığı bileşenini ayırmak için bir bant geçiren filtrenin olmaması nedeniyle, her iki bant boşta frekansı aynı anda güç sayacına çıkar. Bir bandta yarı faz eşleşmesi elde etmek için ppln (www.wisoptic.com) polarizasyon süresinin ayarlanması, diğer spektral bileşenin üretim verimliliğini baskılayabilir, ancak etki sınırlıdır. Nihai çıkış gücü, her iki spektral zirvenin toplam gücünü içeren 1.1w'dır. Pompa ışığı darbe gücü 30 w'a yükseltildi ve 1.35 μm, 1.4 μm, 1.45 μm, 1.55 μm ve 1.6 μm merkez dalga boylarına sahip sinyal darbeleriyle frekans farkı kullanıldı ve sırasıyla 4.2 μm, 3.9 μm, 3.58 μm, 3.06 μm ve 2.9 μm dalga boylarına sahip boşta ışık elde edildi. 1.98 w, 2.48 W, 2.73 W, 2.58 W ve 3.02 w. Sinyal dalga boyu 1.3 μm'ye ayarlandığında, sess daha geniş bir spektral yan lob bant genişliği üretir. Aynı 50 nm bant geçiren filtre kullanılarak, 1.3 μm kısa merkez dalga boyuna karşılık gelen frekans bant genişliği daha geniştir, bu da darlık genişliğine neden olur. Dfg işlemi ile amplifikasyondan sonra, tepe gücü daha yüksektir, bu da darbelerin kristalde kendi kendine odaklanmasına neden olur ve sonunda kristale zarar verir. Şekil 11. 2 5 μm yüksek güçlü ayarlanabilir kısa dalga orta kızılötesi çıkış spektrumu ve gücü Şekil 11. 2-5 μm yüksek güçlü ayarlanabilir kısa dalga orta kızılötesi lazer kaynağının çıkış spektrumu ve gücü.

Yüksek güçlü orta kızılötesi ultra hızlı ışık kaynağı 3 fark frekans üretimi 3.2 3 μm'de yüksek güçlü orta kızılötesi ultra kısa darbeler üretmek için frekans farkı üretimi Zaman gecikme hattı, pompa darbesini ve sinyal darbesini zamanında senkronize etmek için ayarlanır ve orta kızılötesi çıkış gücünün pompa gücü ve sinyal gücü ile değişimi ölçülür. Sonuçlar Şekil 9'da gösterilmiştir. Şekil 9. Boşta ışık enerjisinin deneysel çıkışında, optimize edilen gecikmeden sonra pompa ışığı ve sinyal ışığı enerjisi ile değişir Ölçüm sırasında, maksimum çıkış orta kızılötesi gücünü sağlamak için gecikme hattı optimize edildi. Şekil 9 (a)'da, sinyal enerjisi 0.3 nj (siyah kare) olduğunda, boşta enerjisi başlangıçta pompa enerjisi ile katlanarak artar ve pompa enerjisi 600 nj'yi aştıktan sonra doygunluğa ulaşır. Bu eğilim, sinyal enerjisinin 0.1 nj ve pompa enerjisinin 100 ila 3.5 μj arasında değiştiği Şekil 3 (a)'deki eğilimle tutarlıdır. Sinyal enerjisi 9 nj'ye (yeşil üçgen) yükseldikçe, doğrusal olmayan etkileşim önemli ölçüde artar ve doygunluğa ulaşmak için gereken pompa enerjisi 240 nj'ye düşer. Sinyal enerjisi 120 nj (siyah altıgen yıldız) olduğunda, pompa enerjisi 120 nj'yi aştıktan sonra boşta enerji doygunluk bölgesine girer, bu da Şekil 3'teki 100 nj sinyal darbe enerjisine karşılık gelen eğri ile tutarlıdır. Gecikme optimizasyonu nedeniyle, boşta enerji eğrisi, Şekil 3 (a) eğrisinin eğilimi ile tutarlı olarak maksimum değerine düzenli bir şekilde yakınsın. Boşta enerji eğrisinden yola çıkarak, dfg, pompa enerjisi 900 nj ve sinyal enerjisi 120 nj olduğunda doygunluk bölgesinde çalışır, bu da Şekil 3 (a) 'deki karşılık gelen enerjiyle tutarlı. Şekil 9 (b), farklı pompa enerjileri (60-900 nJ) için boşta enerji ve sinyal enerjisi eğrisini gösterir. Şekil 3(b)'deki eğrisinin büyüme paterni ile karşılaştırıldığında, Şekil 9'daki parametrelere karşılık gelen darbe enerjisi daha yüksektir, bu da boşta enerjinin sinyal enerjisi ile doğrusal olarak arttığı bir bölgeye neden olmaz. Tüm pompa enerjilerinde boşta büyüme oranı yavaş yavaş yavaşlar. Pompa enerjisi sadece 60 nj (siyah kare) olduğunda, belirgin bir doygunluk gözlemlenmez. Pompa enerjisi 540 nj (yeşil üçgen) olduğunda, doygunluk bölgesine ulaşmak için gereken sinyal enerjisi 45 nj. Pompa enerjisi 900 nj olduğunda, doygunluk bölgesine ulaşmak için gereken sinyal enerjisi 9 nj, bu da Şekil 3 (b)'deki simülasyon modeline uygun. Pompa ışık enerjisi 900 nj ve sinyal ışık enerjisi 120 nj olduğunda, çıkış orta kızılötesi boşta ışık enerjisi 92 nj, tekrarlama frekansı 33.3 mhz ve ortalama 3.06W gücüne karşılık gelir. Boş ışık spektrumu Şekil 10'da gösterilmiştir. Spektrumun merkezi dalga boyu 3.06 μm ve yarı maksimum tam genişliği yaklaşık 70 nm'dir. Kırmızı noktalı çizgi, çift dalga boylu lazerin çıkış parametreleri kullanılarak hesaplanan orta kızılötesi spektrumdur. Deneysel ve simüle edilen spektrum genişliği neredeyse aynıdır ve deneyler ve simülasyonlarda ppln (www.wisoptic.com) kristallerinin etkili polarizasyon dönemindeki hafif farklılıklar nedeniyle merkezi dalga boyunda hafif bir kayma vardır. Şekil 10. Orta kızılötesi spektrumun nihai çıkışı