Sources ultrarapides infrarouges moyennes haute puissance (2 à 5 μm) basées sur une source à double longueur d'onde - Partie 8

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

3.2 Génération de différence de fréquence pour produire des impulsions ultracourtes infrarouges moyennes de haute puissance à 3mm

La ligne de retard a été ajustée pour synchroniser l'impulsion de pompage et l'impulsion de signal, et la variation de la puissance de sortie dans l'infrarouge moyen avec la puissance de pompage et la puissance du signal a été mesurée respectivement. Les résultats sont présentés à la figure 9.

Figue.9.Dans la sortie expérimentale de la lumière inactive, l'énergie change avec la lumière de pompage et le signal

énergie lumineuse après délai optimisé

Pendant la mesure, la ligne à retard a été optimisée pour garantir une puissance infrarouge moyenne de sortie maximale. Sur la figure 9 (a), lorsque l'énergie du signal est de 0,3 nJ (carrés noirs), l'énergie du ralenti augmente initialement de façon exponentielle avec l'énergie de la pompe, atteignant la saturation une fois que l'énergie de la pompe dépasse 600 nJ. Cette tendance est cohérente avec la tendance de la figure 3 (a) où l'énergie du signal est de 0,1 nJ et l'énergie de la pompe varie entre 100 et 3,5 μJ. À mesure que l’énergie du signal augmente jusqu’à 9 nJ (triangles verts), l’interaction non linéaire s’améliore considérablement et l’énergie de pompe requise pour atteindre la saturation diminue jusqu’à 240 nJ. Lorsque l'énergie du signal est de 120 nJ (étoile hexagonale noire), l'énergie du ralenti entre dans la région de saturation une fois que l'énergie de la pompe dépasse 120 nJ, ce qui est cohérent avec la courbe correspondant à l'énergie d'impulsion du signal de 100 nJ sur la figure 3 (a). En raison de l'optimisation du retard, la courbe d'énergie du ralenti converge vers sa valeur maximale de manière ordonnée, conformément à la tendance de la courbe de la figure 3 (a). À en juger par la courbe d'énergie du ralenti, le DFG fonctionne dans la région de saturation lorsque l'énergie de la pompe est de 900 nJ et l'énergie du signal est de 120 nJ, ce qui est cohérent avec les énergies correspondantes de la figure 3 (a). La figure 9 (b) montre la courbe d'énergie libre en fonction de l'énergie du signal pour différentes énergies de pompe (60-900 nJ). Par rapport au modèle de croissance de la courbe de la figure 3 (b), l'énergie d'impulsion correspondant aux paramètres de la figure 9 est plus élevée, ce qui n'entraîne aucune région dans laquelle l'énergie libre augmente linéairement avec l'énergie du signal. Le taux de croissance des rouleaux ralentit progressivement à toutes les énergies de pompe. Lorsque l’énergie de la pompe n’est que de 60 nJ (carrés noirs), aucune saturation évidente n’est observée. Lorsque l'énergie de la pompe est de 540 nJ (triangles verts), l'énergie du signal requise pour atteindre la région de saturation est de 45 nJ. Lorsque l'énergie de la pompe est de 900 nJ, l'énergie du signal requise pour atteindre la région de saturation est de 9 nJ, ce qui correspond au modèle de simulation de la figure 3 (b). Lorsque l'énergie lumineuse de la pompe est de 900 nJ et l'énergie lumineuse du signal est de 120 nJ, l'énergie lumineuse de sortie dans l'infrarouge moyen est de 92 nJ, avec un taux de répétition de 33,3 MHz, correspondant à une puissance moyenne de 3,06 W. Le spectre de la lumière libre est illustré à la figure 10. Le spectre a une longueur d'onde centrale de 3,06 μm et une largeur totale à mi-hauteur d'environ 70 nJ. n.m. La ligne pointillée rouge représente le spectre infrarouge moyen calculé à l’aide des paramètres de sortie du laser à double longueur d’onde. Les largeurs de spectre expérimentales et simulées sont presque identiques, avec un léger décalage dans la longueur d'onde centrale dû à une légère différence dans la période de polarisation effective du PPLN.(www.wisoptic.com)cristal dans l'expérience et la simulation.

Fig. 10.Le résultat final du spectre infrarouge moyen