Sources ultrarapides infrarouges moyennes haute puissance (2 à 5 μm) basées sur une source à double longueur d'onde - Partie 6

3 Génération de différence de fréquence de sources lumineuses ultra-rapides à haute puissance dans l'infrarouge moyen

3.1 Laser à fibre ultrarapide à double longueur d'onde accordable haute puissance

L'autre train d'impulsions sert de source au système CPA dopé à l'erbium. Après élargissement de la fibre, amplification monomode à deux étages, amplification principale multimode à un étage et compression du réseau, le spectre de sortie est présenté à la figure 5(c). Grâce à l'effet de rétrécissement du gain de l'amplificateur principal, la largeur à mi-hauteur (FWHM) du spectre de sortie est de 12 nm, avec une longueur d'onde centrale de 1 560 nm, et présente une légère structure de modulation. La courbe d'autocorrélation de la figure 5(d) est globalement relativement lisse et, après ajustement par la sécante hyperbolique, la FWHM de l'impulsion est de 290 fs, ce qui correspond à une puissance crête de 0,47 MW.

Fig.6. Résultats de l'élargissement du spectre basé sur la méthode SESS

Pour obtenir des impulsions de signal accordables à haute énergie dans la gamme de 1,3 à 1,9 μm en utilisant PPLN (www.wisoptic.com)Cet article utilise la technique SESS (Spectral Envelope Shaping System) pour l'élargissement spectral. Les impulsions haute énergie de 1,55 μm, produites par un laser à double longueur d'onde, sont d'abord modulées en énergie à l'aide d'une lame demi-onde et d'un séparateur de faisceau polarisant (PBS)., www.wisoptic.com), puis couplé à un câble à fibre optique à dispersion décalée de 8,5 cm de long via une lentille asphérique. Après élargissement spectral dans la fibre, le faisceau est collimaté par une autre lentille asphérique, et un filtre optique supprime les lobes secondaires spectraux, produisant une impulsion femtoseconde accordable et de haute énergie. En ajustant l'angle de la lame demi-onde et en augmentant progressivement l'énergie de l'impulsion couplée à la fibre, le spectre de l'impulsion s'élargit symétriquement jusqu'à environ 1,3-1,9 μm (comme illustré à la figure 6). Il est à noter qu'en raison de la dispersion, le lobe secondaire le plus à droite du spectre SESS s'élargit jusqu'à environ 1,675 μm. Une augmentation supplémentaire de l'énergie de l'impulsion d'entrée générera un lobe secondaire d'environ 1,9 μm. L'utilisation d'un filtre passe-bande de 50 nm pour supprimer les lobes secondaires produit une impulsion femtoseconde d'une puissance moyenne de 200 à 400 mW et d'une longueur d'onde réglable entre 1,3 μm et 1,6 μm. L'utilisation d'un filtre passe-haut de 1,65 μm pour supprimer les lobes secondaires à 1,65 μm et 1,9 μm produit une puissance moyenne totale de 350 mW ; la puissance moyenne du lobe secondaire à 1,9 μm est estimée à environ 50 mW.