Die MSFG-Kristalle von Covesion werden am häufigsten in µm im Mikrometerbereich eingesetzt, wo Laser mit schmaler Linienbreite benötigt werden, um spezifische atomare Übergänge anzuregen und so Atome und Ionen zu manipulieren und zu kühlen. Kühllaser mit Watt-Leistung lassen sich problemlos realisieren, indem man Hochleistungs-Faserlaser im p- µm -Bereich zur Frequenzerzeugung im µm in MgO:PPLN verwendet.
Beispielsweise kann der MSFG626 zur Kühlung von Berylli µm -Ionen aus zwei p- µm -Lasern mit Wellenlängen von 1051 nm und 1550 nm verwendet werden. Die so erzeugten Wellenlängen werden im MSFG626 kombiniert und ergeben 626 nm. Dieses Ausgangssignal kann anschließend mithilfe eines BBO-Kristalls [1,2] µm eingesetzt , deren Wellenlänge anschließend zu einem atomaren Übergang frequenzverdoppelt wird [3] . Unser gesamtes Angebot an MSFG-Kristallen ist unten dargestellt.
| Teil# | P µm ps (nm) | Ausgang (nm)) | Gitterperioden (μm) | Längen (mm) |
| MSFG578 | 1030 nm + 1280–1365 nm | 570-587 nm | 8.70, 8.80, 8.90, 9.00, 9.10 | 1, 3, 10, 20, 40 |
| MSFG612 | 1550 nm + 1000–1025 nm | 608-617 nm | 10.40, 10.55, 10.70, 10.85, 11.00 | 1, 3, 10, 20, 40 |
| MSFG626 | 1051 nm + 1550–1560 nm | 618-628 nm | 11.12, 11.17, 11.22 | 1, 3, 10, 20, 40 |
| MSFG637 | 1070 nm + 1520–1590 nm | 628–640 nm | 11.60, 11.65, 11.70, 11.75, 11.80 | 1, 3, 10, 20, 40 |
| MSFG647 | 1550 nm + 1085–1160 nm | 638–663 nm | 12.10, 12.30, 12.50, 12.70, 12.90 | 1, 3, 10, 20, 40 |
Für eine effiziente SFG sollten die beiden p µm p-Strahlen idealerweise konfokal in den PPLN fokussiert werden (d. h. das Verhältnis der Kristalllänge zum konfokalen Parameter beträgt 1) und beide Strahlen annähernd die gleiche Leistung aufweisen. Bei Strahlen hoher Leistung wird eine weniger präzise Fokussierung empfohlen, um Rückkonversion oder Beschädigungen des Kristalls zu vermeiden.
Für die Erzeugung von 626-nm-Licht aus 1051 nm und 1551 nm wurden Wirkungsgrade von 3,5–2,5 %/Wcm² erzielt [1,2] . Hierbei ist der Wirkungsgrad η definiert durch
Dabei ist P die Leistung bei jeder Wellenlänge und l die Kristalllänge. Lo et al. demonstrierten einen Wirkungsgrad von 44 % für die Erzeugung von 7,2 W Licht mit einer Wellenlänge von 626 nm aus 1051 nm (8,5 W) und 1551 nm (8,3 W) [1] . Sie verwendeten hierfür einen 40 mm langen und 0,5 mm dicken Kristall bei 180 °C mit einem Spotdurchmesser von 58 µm (Radius 1/e²). Weitere Beispiele und technische Details sind in der folgenden Tabelle ausgewählter Publikationen aufgeführt µm
| Teilnummer: Nichtlinearer Prozess | Kristallklare Bedingungen | S µm Mary | Referenz |
| MSFG626-0.5-40: 1051 nm + 1550 nm → 626 nm CW | 10,90 µm , Länge 40 mm, undotiertes PPLN, 196,5 ° Spotgröße 40 µm , 1550 nm, Spotgröße µm | Be-Ionenkühlung, 2 W Ausgangsleistung bei 626 nm , 8,5 W Gesamt-NIR-Leistung , 24 % Umwandlungseffizienz; 2,7 %/W/cm² | Wilson et al., Appl. Phys. B, Bd. 105, Nr. 4, S. 741–748, 2011. [Link] |
| MSFG626-0.5-40: 1051 nm + 1550 nm → 626 nm, CW | 40 mm lang, 0,5 mm dick, Periode 10,95 μm, 193,6 °C | Be-Ionenkühlung P µm p: 5 W bei 1051 und 1550 nm SFG: 1,8 W bei 626 nm | Schwarz et al., Rev. Sci. Instr µm ., Bd. 83, Nr. 8, S. 83115, 2012. [Link] |
| MSFG626-0.5-40: 1050,98 nm + 1551,44 nm -> 626,54 nm CW | 40 mm lang, 0,5 mm dick, 180 °C, Spotgröße 58 ± 5 µm | Be-Ionenkühlung: 7,2 W Ausgangsleistung bei 626 nm, Eingangsleistung 8,5 W bei 1051 nm und 8,3 W bei 1550 nm. 2,5–3,5 %/W/cm² | Lo et al., Appl. Phys. B Lasers Opt., Bd. 114, Nr. 1–2, S. 17–25, 2014. [Link] |
| MSFG637-0.5-40: 1560,5 nm + 1076,9 → 637,2 nm , CW | 40 mm lang, 0,5 mm dick, 11,80 µm Periode, 90 °C 43 µm (1560 nm) und 30 µm (1077 nm) | Cs-Atomkühlung P µm p: 14 W bei 1560,5 nm und 9 W bei 1076,9 nm; SFG-Ausgangsleistung: 8,75 W bei 637,2 nm, 38 % Wirkungsgrad | Wang et al., Opt. Commun., Bd. 370, S. 150–155, 2016. [Link] |
| MSFG647-0.5-40: 1085,5 nm + 1557,3 nm → 639,6 nm , CW | 40 mm lang, 0,5 mm dick, 12,10 µm Periode, 90 °C 56 µm (1085,5 nm) und 63 µm (1557,3 nm) | Heliumatomkühlung P µm p: 8 W bei 1557,3 nm und 10 W bei 1085,5 nm; SFG-Ausgangsleistung: 6 W bei 639,6 nm, 33 % Wirkungsgrad | Rengelink et al., Appl. Phys. B, Bd. 122, Nr. 5, S. 122, 2016. [Link] |
Referenzen
- H.-Y. Lo et al., Applied Physics B, doi:10.1007/s00340-013-5605-0, (2013)
- AC Wilson et al., Applied Physics B, Bd. 105, Nr. 4, S. 741–748, (2011)
- J. Wang et al., Optics Communications, Bd. 370, S. 150–155, (2016)
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