PAM-XIAMEN puede suministrar cristales de SiC, se encuentran más especificaciones enhttps://www.powerwaywafer.com/sicsilicon-carbide-boule-crystal.html.

El láser infrarrojo medio (3-5 μm) tiene aplicaciones importantes en monitoreo ambiental, reconocimiento de moléculas de gas, tomografía coherente y otros campos. Especialmente en los últimos años en la investigación de la generación de pulsos de attosegundos únicos a partir de armónicos de alto orden, debido al hecho de que los láseres de femtosegundos de nivel periódico en el infrarrojo medio pueden obtener una energía de corte de orden armónico más alta, se espera que obtengan pulsos de attosegundos más cortos y una mayor resolución temporal. Sin embargo, actualmente es difícil obtener láseres de femtosegundos directamente en la banda del infrarrojo medio a temperatura ambiente, limitado por el medio de ganancia del láser. Por lo tanto, la solución ampliamente utilizada se basa en la tecnología de amplificación y oscilación paramétrica de láser de cristal no lineal. En 2013, los investigadores descubrieron que los cristales semiaislantes de 4H-SiC tienen una alta transmitancia en la banda del infrarrojo medio de 2,5 a 5,6 um. Por primera vez, este cristal se utilizó para obtener una salida de láser de infrarrojo medio de amplio espectro con una cobertura de longitud de onda de 3,9 a 5,6 um utilizando un láser de femtosegundo de banda ancha de frecuencia diferencial.

1. Características deCarburo de siliciocomo unNen líneaMidentificación-IinfrarrojoMmaterial

En comparación con los cristales no lineales de infrarrojo medio comúnmente utilizados, los cristales de 4H-SiC tienen dos ventajas principales:

En primer lugar, tiene un umbral de daño muy alto, por lo que se espera que obtenga una energía láser paramétrica mayor que cristales como AgGaS2 y ZnGeP2;

En segundo lugar, admite un ancho de banda paramétrico extremadamente amplio. Calculando sistemáticamente el ángulo de función de soporte de coincidencia de fase, el ángulo no colineal, el ángulo de salida, el ancho de banda del parámetro, la dispersión angular y la compensación del láser de femtosegundo en cristal de SiC durante la amplificación paramétrica no colineal. La luz inactiva del infrarrojo medio con un ancho de banda de más de 500 nm se puede obtener teóricamente.

Por lo tanto, se puede utilizar para generar un láser ultrarrápido de infrarrojo medio con pulso periódico.

2. Investigación sobreMidentificaciónIinfrarrojoFemtosegundoLaserGgenerado porSicCcristales

Con base en las características de los cristales de 4H-SiC y las necesidades de desarrollo de los láseres de femtosegundo de infrarrojo medio, los investigadores han pasado a utilizar el amplificador láser de zafiro de titanio de femtosegundo de construcción propia del grupo L07 como láser de bomba, y los nuevos cristales de SiC 4H de alta calidad del grupo A02 como cristales no lineales. A través de la investigación sobre amplificación paramétrica del láser de femtosegundo, se ha obtenido una salida de láser infrarrojo medio de banda ancha con una energía significativamente mayor.

En el experimento, dividieron la salida del láser del amplificador de zafiro de titanio en tres partes (Fig. 1), y una parte se utilizó para generar un supercontinuo de luz blanca de filamento único estable; La otra parte, después de duplicar la frecuencia, bombea el cristal BBO para amplificar el componente de longitud de onda de 1 um en el supercontinuo de luz blanca; En la tercera parte, mientras se bombeaba el cristal 4H-SiC para amplificar aún más la luz de señal de 1 um, se obtuvo una luz de frecuencia inactiva de infrarrojo medio con una longitud de onda central de 3,75 um, energía de pulso único de 17 uJ y una estabilidad energética superior al 1,5 %.

Fig. 1 Diagrama esquemático de la trayectoria óptica del dispositivo láser de infrarrojo medio.

En el experimento, se utilizó el ángulo no colineal óptimo (2,3°) obtenido mediante cálculo teórico para lograr una buena coincidencia de velocidad de grupo entre la luz de señal y la luz inactiva en el cristal. Se obtuvo un espectro de luz inactiva de banda ultra ancha con un ancho medio de 550 nm (Fig. 2), que admite un pulso límite de Fourier de 56 fs. Los resultados de las mediciones experimentales mostraron que el ancho real del pulso láser era de 70 fs. En comparación con los resultados de 2013, no solo la energía del pulso único aumentó en casi dos órdenes de magnitud, sino que el ancho del pulso también es de solo aproximadamente 6 ciclos de oscilación óptica.

Fig. 2 Espectro del láser infrarrojo y gráfico de pulso de límite de Fourier correspondiente

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