పరిచయం
2-20 µm పరిధిలో మిడ్-ఇన్‌ఫ్రారెడ్ (MIR) కాంతి ఈ వర్ణపట ప్రాంతంలో అనేక పరమాణు లక్షణ శోషణ రేఖల ఉనికి కారణంగా రసాయన మరియు జీవ గుర్తింపుకు ఉపయోగపడుతుంది.విస్తృత MIR శ్రేణి యొక్క ఏకకాల కవరేజీతో పొందికైన, కొన్ని-చక్రాల మూలం మిర్కో-స్పెక్ట్రోస్కోపీ, ఫెమ్టోసెకండ్ పంప్-ప్రోబ్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ మరియు హై-డైనమిక్-రేంజ్ సెన్సిటివ్ కొలతలు వంటి కొత్త అప్లికేషన్‌లను మరింతగా ప్రారంభించగలదు.
సింక్రోట్రోన్ బీమ్ లైన్‌లు, క్వాంటం క్యాస్కేడ్ లేజర్‌లు, సూపర్‌కాంటినమ్ సోర్స్‌లు, ఆప్టికల్ పారామెట్రిక్ ఓసిలేటర్‌లు (OPO) మరియు ఆప్టికల్ పారామెట్రిక్ యాంప్లిఫైయర్‌లు (OPA) వంటి పొందికైన MIR రేడియేషన్‌ను రూపొందించడానికి అభివృద్ధి చేయబడింది.సంక్లిష్టత, బ్యాండ్‌విడ్త్, శక్తి, సామర్థ్యం మరియు పల్స్ వ్యవధుల పరంగా ఈ పథకాలన్నీ వాటి స్వంత బలాలు మరియు బలహీనతలను కలిగి ఉంటాయి.వాటిలో, ఇంట్రా-పల్స్ డిఫరెన్స్ ఫ్రీక్వెన్సీ జనరేషన్ (IDFG) అధిక-పవర్ ఫెమ్టోసెకండ్ 2 µm లేజర్‌ల అభివృద్ధికి కృతజ్ఞతలు తెలుపుతోంది, ఇది అధిక-పవర్ బ్రాడ్‌బ్యాండ్ కోహెరెంట్ MIR కాంతిని ఉత్పత్తి చేయడానికి చిన్న-బ్యాండ్‌గ్యాప్ నాన్-ఆక్సైడ్ నాన్‌లీనియర్ స్ఫటికాలను ప్రభావవంతంగా పంపగలదు.సాధారణంగా ఉపయోగించే OPOలు మరియు OPAలతో పోలిస్తే, IDFG సిస్టమ్ సంక్లిష్టతలో తగ్గింపును మరియు విశ్వసనీయతను మెరుగుపరుస్తుంది, ఎందుకంటే రెండు వేర్వేరు కిరణాలు లేదా కావిటీలను అధిక ఖచ్చితత్వంతో సమలేఖనం చేయాల్సిన అవసరం తొలగించబడుతుంది.అంతేకాకుండా, MIR అవుట్‌పుట్ IDFGతో అంతర్గతంగా క్యారియర్-ఎన్వలప్-ఫేజ్ (CEP) స్థిరంగా ఉంటుంది.
చిత్రం 1
1-మిమీ-మందపాటి అన్‌కోటెడ్ ట్రాన్స్‌మిషన్ స్పెక్ట్రంBGSe క్రిస్టల్DIEN TECH అందించింది.ఈ ప్రయోగంలో ఉపయోగించిన వాస్తవ క్రిస్టల్‌ను ఇన్‌సెట్ చూపిస్తుంది.
అంజీర్ 2
ఒక తో MIR తరం యొక్క ప్రయోగాత్మక సెటప్BGSe క్రిస్టల్.OAP, 20 mm ప్రభావవంతమైన ఫోకస్ పొడవుతో ఆఫ్-యాక్సిస్ పారాబొలిక్ మిర్రర్;HWP, సగం-వేవ్ ప్లేట్;TFP, థిన్-ఫిల్మ్ పోలరైజర్;LPF, లాంగ్-పాస్ ఫిల్టర్.
2010లో, బ్రిడ్జ్‌మ్యాన్-స్టాక్‌బార్గర్ పద్ధతిని ఉపయోగించి కొత్త బయాక్సియల్ చాల్‌కోజెనైడ్ నాన్‌లీనియర్ క్రిస్టల్, BaGa4Se7 (BGSe) రూపొందించబడింది.ఇది d11 = 24.3 pm/V మరియు d13 = 20.4 pm/V యొక్క నాన్ లీనియర్ కోఎఫీషియంట్‌లతో 0.47 నుండి 18 µm (Fig. 1లో చూపిన విధంగా) విస్తృత పారదర్శకత పరిధిని కలిగి ఉంది.BGSe యొక్క పారదర్శకత విండో ZGP మరియు LGS కంటే చాలా విస్తృతమైనది అయినప్పటికీ దాని నాన్ లీనియారిటీ ZGP (75 ± 8 pm/V) కంటే తక్కువగా ఉంది.GaSeకి విరుద్ధంగా, BGSeని కావలసిన దశ-సరిపోలిక కోణంలో కూడా కత్తిరించవచ్చు మరియు యాంటీ-రిఫ్లెక్షన్ పూత ఉంటుంది.
ప్రయోగాత్మక సెటప్ అంజీర్ 2(a)లో వివరించబడింది.డ్రైవింగ్ పల్స్‌లు మొదట్లో పాలీక్రిస్టలైన్ Cr:ZnS క్రిస్టల్ (5 × 2 × 9 mm3 , ట్రాన్స్‌మిషన్=1908nm వద్ద 1908nm వద్ద ట్రాన్స్‌మిషన్=15%)తో గృహ-నిర్మిత కెర్-లెన్స్ మోడ్-లాక్ చేయబడిన Cr:ZnS ఓసిలేటర్ నుండి ఉత్పత్తి చేయబడతాయి 1908nm వద్ద Tm-డోప్డ్ ఫైబర్ లేజర్.స్టాండింగ్-వేవ్ కేవిటీలో డోలనం 2.4 µm క్యారియర్ తరంగదైర్ఘ్యం వద్ద 1 W సగటు శక్తితో 69 MHz పునరావృత రేటుతో పనిచేసే 45-fs పప్పులను అందిస్తుంది.ఇంట్లో నిర్మించిన రెండు-దశల సింగిల్-పాస్ పాలీక్రిస్టలైన్ Cr:ZnS యాంప్లిఫైయర్‌లో శక్తి 3.3 Wకి విస్తరించబడుతుంది (5 × 2 × 6 mm3 , ట్రాన్స్‌మిషన్=1908nm వద్ద 20% మరియు 5 × 2 × 9 mm3 , ట్రాన్స్‌మిషన్=15% వద్ద 1908nm), మరియు అవుట్‌పుట్ పల్స్ వ్యవధిని గృహ-నిర్మిత రెండవ-హార్మోనిక్-తరం ఫ్రీక్వెన్సీ-పరిష్కార ఆప్టికల్ గ్రేటింగ్ (SHG-FROG) ఉపకరణంతో కొలుస్తారు.
