Генерация излучения с малым числом осцилляций в ИК спектральном диапазоне 1.3 – 2.2 мкм с использованием широкоапертурных кристаллов BBO при накачке тераваттным излучением титан-сапфирового лазера

Аннотация: Проведено сравнение различных схем параметрического усиления (ПУ) для создания источника фемтосекундного излучения ближнего ИК диапазона (1.3 – 2.2 мкм) с помощью решения системы укороченных уравнений для процесса трехволнового смешения. В качестве источника накачки для схем ПУ применялся тераваттный титан-сапфировый лазер с энергией излучения 60 мДж и длительностью импульсов 50 фс. Представлены результаты исследований зависимостей выходных энергий, длительностей импульсов и спектральных ширин сигнального и холостого излучений от длины кристалла BBO для двух типов синхронизма, а также от величин дисперсий групповой задержки излучений накачки и сигнальной волны. Показано, что в случае прямого ПУ с использованием кристалла BBO II типа синхронизма оптимальной длины могут быть получены сигнальная (1.333 мкм) и холостая (2 мкм) волны с длительностью импульсов до 34 и 32 фс соответственно при суммарной эффективности преобразования по энергии до 40%. При использовании схемы двойного чирпирования суммарная эффективность преобразования возрастает до 60%, однако наблюдается уменьшение спектральной ширины генерируемых импульсов. Увеличения ширины спектра можно добиться только при уменьшении эффективности преобразования. В этом случае более простым и компактным решением является схема прямого ПУ со спектрально ограниченным импульсом накачки.

Ключевые слова: оптический параметрический усилитель, схема двойного чирпирования, средний ИК диапазон, BBO