Recherche sur les oscillateurs paramétriques infrarouges moyens - Partie 03

2.Configuration expérimentale

Le système OPO, illustré sur la figure 2, comprend un séparateur de faisceau polarisant (PBS), une lame demi-onde (HWP), un rotateur de Faraday (FR), un groupe de lentilles de couplage (M1 et M2), des miroirs de cavité (M3 et M4), un cristal MgO:PPLN, un four à température contrôlée et un séparateur de faisceau (M5). L'OPO utilise un schéma d'accord de phase e→e+e. Le PBS convertit la lumière de pompe à 1064 nm issue du laser à fibre en lumière polarisée linéairement ; cette lumière est utilisée conjointement avec la lame demi-onde pour ajuster la direction de polarisation et satisfaire aux exigences d'accord de phase. La distance entre M1 et M2 est ajustée pour focaliser le faisceau de pompe, augmentant ainsi la densité de puissance du laser de pompe, tandis que le rotateur de Faraday isole toute lumière de pompe résiduelle. Le cristal MgO:PPLN (fabriqué parWisoptiqueLe cristal MgO:PPLN (de la société Technology Co., Ltd.) mesure 50 mm × 3 mm × 2 mm, présente une concentration de dopage en MgO de 5 % (fraction atomique) et une période de polarisation de 29,5 μm. Ses deux faces sont revêtues de films antireflets optimisés pour les gammes de longueurs d'onde de 1030 à 1080 nm, de 1380 à 1800 nm et de 1800 à 4500 nm. Le cristal est monté dans une étuve à température contrôlée et maintenu par un support en cuivre sans oxygène fabriqué sur mesure. La température de fonctionnement est fixée à 30 °C, avec une précision de ±0,1 °C. Afin d'améliorer le rendement de conversion de l'OPO MgO:PPLN, une configuration de fonctionnement DPSR-OPO (OPO à résonance unique et à double pompage) est adoptée. La cavité résonante présente une structure biconcave, composée d'un miroir d'entrée (M3) et d'un miroir de sortie (M4) ; les spécifications de revêtement de ces miroirs sont détaillées dans le tableau 1. Les miroirs d'entrée M3 et de sortie M4 sont tous deux plan-concaves, avec un rayon de courbure de 300 mm ; la longueur totale de la cavité résonante est de 75 mm, le cristal MgO:PPLN étant positionné au centre de la cavité. Sous excitation par la lumière de pompe, la cavité résonante subit une oscillation paramétrique optique, émettant un signal et une lumière complémentaire ; ces deux lumières sont ensuite séparées successivement par le séparateur de faisceau M5.

Fig. 2 Dispositif expérimental de l'OPO basé surMgO : PPLN

Tab. 1 Paramètres de revêtement du miroir de cavité