PAM-XIAMEN pode fornecer cristais SiC, mais especificações são encontradas emhttps://www.powerwaywafer.com/sicsilicon-carbide-boule-crystal.html.

O laser infravermelho médio (3-5μm) tem aplicações importantes em monitoramento ambiental, reconhecimento de moléculas de gás, tomografia coerente e outros campos. Especialmente nos últimos anos, na pesquisa de geração de pulsos de attossegundos únicos a partir de harmônicos de alta ordem, devido ao fato de que os lasers de femtossegundos infravermelhos médios de nível periódico podem obter energia de corte de ordem harmônica mais alta, espera-se que eles obtenham pulsos de attossegundos mais curtos e maior resolução de tempo. No entanto, limitado pelo meio de ganho do laser, atualmente é difícil obter diretamente lasers de femtossegundos na faixa do infravermelho médio à temperatura ambiente. Portanto, a solução amplamente utilizada é baseada na tecnologia de oscilação e amplificação paramétrica de laser de cristal não linear. Em 2013, os pesquisadores descobriram que os cristais semi-isolantes de 4H-SiC têm alta transmitância na banda infravermelha média de 2,5-5,6um. Pela primeira vez, este cristal foi usado para obter uma saída de laser infravermelho médio de amplo espectro com uma cobertura de comprimento de onda de 3,9-5,6um usando um laser de femtosegundo de banda larga de frequência diferencial.

1. Características deCarboneto de Silíciocomo umNon-lineMidentidade-EUinfravermelhoMarterial

Em comparação com os cristais não lineares de infravermelho médio comumente usados, os cristais 4H-SiC têm duas vantagens principais:

Em primeiro lugar, tem um limiar de dano muito elevado, pelo que se espera obter maior energia do laser paramétrico do que cristais como AgGaS2 e ZnGeP2;

Em segundo lugar, suporta uma largura de banda paramétrica extremamente ampla. Calculando sistematicamente o ângulo de função de suporte da correspondência de fase, ângulo não colinear, ângulo de saída, largura de banda de parâmetro, dispersão angular e compensação do laser de femtossegundo em cristal SiC durante amplificação paramétrica não colinear. A luz infravermelha média ociosa com largura de banda superior a 500 nm pode ser obtida teoricamente.

Portanto, pode ser usado para gerar o laser ultrarrápido infravermelho médio com pulso periódico.

2. Pesquisa sobreMeu iaIinfravermelhoFemtossegundoLaserGgerado porSiCCcristais

Com base nas características dos cristais 4H-SiC e nas necessidades de desenvolvimento de lasers de femtosegundo infravermelho médio, os pesquisadores passaram a usar o amplificador de laser de safira de titânio de femtossegundo construído pelo grupo L07 como laser de bomba, e os recém-cultivados cristais de SiC 4H de alta qualidade do grupo A02 como cristais não lineares. Através da pesquisa de amplificação paramétrica do laser de femtosegundo, foi obtida uma saída de laser infravermelho médio de banda larga com energia significativamente aumentada.

No experimento, eles dividiram a saída do laser do amplificador de safira de titânio em três partes (Fig. 1), com uma parte usada para gerar supercontínuo de luz branca de filamento único estável; A outra parte, após duplicar a frequência, bombeia o cristal BBO para amplificar o componente de comprimento de onda 1um no supercontínuo de luz branca; Na terceira parte, ao bombear o cristal 4H-SiC para amplificar ainda mais a luz do sinal de 1um, foi obtida uma luz infravermelha média de frequência ociosa com comprimento de onda central de 3,75um, energia de pulso único de 17uJ e estabilidade de energia melhor que 1,5%.

Fig. 1 Diagrama esquemático do caminho óptico do dispositivo laser infravermelho médio

No experimento, o ângulo não colinear ideal (2,3°) obtido por cálculo teórico foi utilizado para obter uma boa correspondência de velocidade de grupo entre a luz do sinal e a luz ociosa no cristal. Foi obtido um espectro de luz ociosa de banda ultra larga com meia largura de 550 nm (Fig. 2), suportando um pulso limite de Fourier de 56 fs. Os resultados da medição experimental mostraram que a largura real do pulso do laser era de 70fs. Em comparação com os resultados de 2013, não apenas a energia do pulso único aumentou quase duas ordens de grandeza, mas a largura do pulso também é de apenas cerca de 6 ciclos de oscilação óptica.

Fig. 2 Espectro do laser infravermelho e gráfico de pulso de limite de Fourier correspondente

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