Fuentes ultrarrápidas de infrarrojo medio de alta potencia de 2 a 5 μm basadas en una fuente de longitud de onda dual - Parte 8

3 Generación de frecuencias diferenciales de fuentes de luz ultrarrápidas de infrarrojo medio de alta potencia

3.2 Generación de frecuencia diferencial para producir pulsos ultracortos de infrarrojo medio de alta potencia a 3metrometro

Se ajustó la línea de retardo para sincronizar el pulso de bombeo y el pulso de señal, y se midió la variación de la potencia de salida del infrarrojo medio con la potencia de bombeo y la potencia de señal, respectivamente. Los resultados se muestran en la Figura 9.

Higo.9.En la salida experimental de la luz inactiva, la energía cambia con la luz de la bomba y la señal.

energía luminosa después de un retraso optimizado

Durante la medición, la línea de retardo se optimizó para garantizar la máxima potencia de salida del infrarrojo medio. En la Figura 9(a), cuando la energía de la señal es 0,3 nJ (cuadrados negros), la energía inactiva inicialmente aumenta exponencialmente con la energía de la bomba, alcanzando la saturación después de que la energía de la bomba supera los 600 nJ. Esta tendencia es consistente con la tendencia en la Figura 3 (a) donde la energía de la señal es 0,1 nJ y la energía de la bomba varía entre 100 y 3,5 μJ. A medida que la energía de la señal aumenta a 9 nJ (triángulos verdes), la interacción no lineal mejora significativamente y la energía de bombeo necesaria para alcanzar la saturación disminuye a 240 nJ. Cuando la energía de la señal es de 120 nJ (estrella hexagonal negra), la energía inactiva ingresa a la región de saturación después de que la energía de la bomba excede los 120 nJ, lo que es consistente con la curva correspondiente a la energía del pulso de señal de 100 nJ en la Figura 3 (a). Debido a la optimización del retraso, la curva de energía inactiva converge a su valor máximo de manera ordenada, consistente con la tendencia de la curva en la Figura 3 (a). A juzgar por la curva de energía inactiva, el DFG opera en la región de saturación cuando la energía de la bomba es de 900 nJ y la energía de la señal es de 120 nJ, lo que es consistente con las energías correspondientes en la Figura 3 (a). La Figura 9(b) muestra la curva de energía inactiva versus energía de señal para diferentes energías de bomba (60-900 nJ). En comparación con el patrón de crecimiento de la curva en la Figura 3 (b), la energía del pulso correspondiente a los parámetros en la Figura 9 es mayor, lo que no da como resultado ninguna región donde la energía inactiva aumente linealmente con la energía de la señal. La tasa de crecimiento del ralentí se desacelera gradualmente en todas las energías de la bomba. Cuando la energía de la bomba es de sólo 60 nJ (cuadrados negros), no se observa ninguna saturación obvia. Cuando la energía de la bomba es 540 nJ (triángulos verdes), la energía de la señal requerida para alcanzar la región de saturación es 45 nJ. Cuando la energía de la bomba es de 900 nJ, la energía de la señal requerida para alcanzar la región de saturación es de 9 nJ, consistente con el patrón de simulación en la Figura 3 (b). Cuando la energía de la luz de la bomba es de 900 nJ y la energía de la luz de la señal es de 120 nJ, la energía de la luz inactiva del infrarrojo medio de salida es de 92 nJ, con una tasa de repetición de 33,3 MHz, correspondiente a una potencia promedio de 3,06 W. El espectro de la luz inactiva se muestra en la Figura 10. El espectro tiene una longitud de onda central de 3,06 μm y un ancho completo en la mitad del máximo de aproximadamente 70 nm. La línea discontinua roja es el espectro del infrarrojo medio calculado utilizando los parámetros de salida del láser de doble longitud de onda. Los anchos del espectro experimental y simulado son casi idénticos, con un ligero cambio en la longitud de onda central debido a una ligera diferencia en el período de polarización efectivo de la PPLN.(www.wisoptic.com)cristal en el experimento y la simulación.

Figura 10.La salida final del espectro infrarrojo medio