Desarrollo de un oscilador paramétrico óptico en el IR-medio con un cristal PPLN

A. VALLESPI; DELLA PICCA F.; SLEZAK V.; A. PEURIOT

Tandil

Congreso; 99a Reuni´on Nacional de la Asociaci´on F´ısica Argentina; 2014

Asociación Física Argentina

Se diseñó y construyó un oscilador paramétrico óptico u OPO, utilizando un cristal no lineal (CNL) de LiNb dopado con MgO al 5% (Covesion) de 4 cm de largo y espesor 1 mm bombeado con un láser pulsado de Nd:YVO4 (1064 nm, 7 W a 10 KHz, Coherent-Matrix-1064-7-10). El fen´omeno de generaci´on paramétrica en un CNL convierte espont´aneamente la frecuencia del bombeo a dos ondas de menor frecuencia, que se llamanla señal y el idler o complemento. Requiere que las tres ondas en el cristal cumplan con un ajuste de fases tal que se verifique la conservaci´on del momento; con ese fin se usan cristales birrefringentes o ferroel´ectricos. En el ´ultimo caso se pueden grabar redes de polarizaci´on alternadas con un periodo dado en los dominios ferroel´ectricos,compensando la diferencia de fase y se escribe PPLN (Periodically Poled Lithium Niobate). El CNL est´a contenido en una cavidad de dos espejos: en este caso el resonador realimenta una sola onda (la se?nal o el complemento). El cristal se confina en un horno a temperatura constante controlado a una d´ecima de grado Celsius. La sinton´ıa de la emisi´on del OPO se var´ıa con la temperatura y el periodo de la red. El cristal que se usa es de 5 redes(secci´on de la red 1x1 mm) y abarca en total una regi´on del IR-medio de 1,48 a 2,12 μm en la se?nal y 2,13 a 3,78 μm en el complemento. A la salida del cristal se observa un haz rojo, alrededor de 410 nm (dependiendo de la temperatura) y un haz verde de 532 nm: la primera es la suma de frecuencias del bombeo y la se?nal y la otra es eldoblado de 1064 nm. Estas ondas espurias son ´utiles para alinear la cavidad formada con un espejo de 0,5 m defoco y espejo plano dicroico que refleja la se?nal ( 97% en promedio) y transmite el bombeo y el complemento; elhaz rojo se emplea para conocer, por un simple c´alculo basado en conservaci´on de la energ´ıa del fot´on, la longitudde onda de la se?nal. La intensidad pico del bombeo en el cristal es de 25 MW/ cm2 enfocado con una lente de 40 cm a una cintura de 0,24 mm (1/e2) y el l´aser emite una potencia media de 1.5 W con 1 KHz (35 ns) y el haz pr´acticamente es TEM00. Estos valores est´an limitados por el da?no ´optico del CNL para no superar la densidadde energ´ıa por pulso de 1J/cm2 en la cavidad ´optica. En las primeras experiencias se determinaron, variando la temperatura, el rango de emisi´on, el umbral, la forma espacial y temporal de los haces, la sensibilidad y estabilidad de la cavidad y las fluctuaciones de potencia