PAM-XIAMEN peut fournir des cristaux SiC, plus de spécifications se trouvent danshttps://www.powerwaywafer.com/sicsilicon-carbide-boule-cristal.html.

Le laser infrarouge moyen (3-5 μm) a des applications importantes dans la surveillance de l'environnement, la reconnaissance des molécules de gaz, la tomographie cohérente et d'autres domaines. En particulier ces dernières années, dans la recherche sur la génération d'impulsions attosecondes uniques à partir d'harmoniques d'ordre élevé, étant donné que les lasers femtoseconde infrarouge moyen de niveau périodique peuvent obtenir une énergie de coupure d'ordre harmonique plus élevée, ils devraient obtenir des impulsions attosecondes plus courtes et une résolution temporelle plus élevée. Cependant, limité par le milieu de gain laser, il est actuellement difficile d'obtenir directement des lasers femtosecondes dans la bande infrarouge moyen à température ambiante. Par conséquent, la solution largement utilisée est basée sur la technologie d’oscillation paramétrique et d’amplification de laser à cristal non linéaire. En 2013, des chercheurs ont découvert que les cristaux semi-isolants 4H-SiC avaient une transmission élevée dans la bande infrarouge moyenne de 2,5 à 5,6 um. Pour la première fois, ce cristal a été utilisé pour obtenir une sortie laser infrarouge moyen à large spectre avec une couverture de longueur d'onde de 3,9 à 5,6 um à l'aide d'un laser femtoseconde à large bande à fréquence différentielle.

1. Caractéristiques deCarbure de siliciumcomme unNen ligneMidentifiant-JEinfrarougeMmatériel

Par rapport aux cristaux non linéaires infrarouge moyen couramment utilisés, les cristaux 4H-SiC présentent deux avantages majeurs :

Premièrement, il a un seuil de dommage très élevé, on s’attend donc à ce qu’il obtienne une énergie laser paramétrique plus élevée que des cristaux tels que AgGaS2 et ZnGeP2 ;

Deuxièmement, il prend en charge une bande passante paramétrique extrêmement large. En calculant systématiquement l'angle de rôle de support d'adaptation de phase, l'angle non colinéaire, l'angle de sortie, la bande passante des paramètres, la dispersion angulaire et la compensation du laser femtoseconde dans le cristal SiC pendant l'amplification paramétrique non colinéaire. La lumière de repos dans l'infrarouge moyen avec une bande passante de plus de 500 nm peut être obtenue théoriquement.

Par conséquent, il peut être utilisé pour générer le laser ultrarapide infrarouge moyen avec une impulsion périodique.

2. Recherche surMidentifiantIinfrarougeFemtosecondeLaserGgénéré parSiCCcristaux

Sur la base des caractéristiques des cristaux 4H-SiC et des besoins de développement des lasers femtoseconde infrarouge moyen, les chercheurs ont opté pour l'amplificateur laser saphir titane femtoseconde auto-construit du groupe L07 comme laser de pompe, et les nouveaux cristaux SiC 4H de haute qualité du groupe A02 comme cristaux non linéaires. Grâce à la recherche sur l'amplification paramétrique du laser femtoseconde, une sortie laser infrarouge moyen à large bande avec une énergie considérablement accrue a été obtenue.

Dans l'expérience, ils ont divisé la sortie laser de l'amplificateur en saphir de titane en trois parties (Fig. 1), une partie étant utilisée pour générer un supercontinuum de lumière blanche à filament unique stable ; L'autre partie, après avoir doublé la fréquence, pompe le cristal BBO pour amplifier la composante de longueur d'onde de 1 µm dans le supercontinuum de lumière blanche ; Dans la troisième partie, tout en pompant le cristal 4H-SiC pour amplifier davantage le signal lumineux de 1 um, une lumière de fréquence de repos infrarouge moyen avec une longueur d'onde centrale de 3,75 um, une énergie d'impulsion unique de 17 uJ et une stabilité énergétique meilleure que 1,5 % a été obtenue.

Fig. 1 Diagramme schématique du chemin optique du dispositif laser infrarouge moyen

Dans l'expérience, l'angle non colinéaire optimal (2,3°) obtenu par calcul théorique a été utilisé pour obtenir une bonne adaptation de vitesse de groupe entre le signal lumineux et la lumière de repos dans le cristal. Un spectre de lumière inactive à bande ultra large avec une demi-largeur de 550 nm a été obtenu (Fig. 2), prenant en charge une impulsion limite de Fourier de 56 fs. Les résultats des mesures expérimentales ont montré que la largeur réelle de l’impulsion laser était de 70 fs. Par rapport aux résultats de 2013, non seulement l’énergie d’une impulsion unique a augmenté de près de deux ordres de grandeur, mais la largeur de l’impulsion n’est également que d’environ 6 cycles d’oscillation optique.

Fig. 2 Spectre laser infrarouge et graphique d'impulsions limite de Fourier correspondant

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