Ultrabreitbandige Mittelwellen-IR-Aufwärtskonversionsdetektion

A. Barh, C. Pedersen und P. Tidemand-Lichtenberg

Abstrakt

In diesem Schreiben demonstrieren wir die effiziente Detektion von ultrabreitbandigem Mittel-Infrarotlicht (MWIR) bei Raumtemperatur mit einem nahezu flachen Frequenzgang über mehr als 1200 nm. Dies wird durch eine effiziente nichtlineare Aufwärtskonversionstechnik erreicht. Als IR-Testquelle dient die Schwarzkörperstrahlung eines heißen Lötkolbens. Durch die Platzierung eines 20 mm langen, periodisch gepolten Lithiumniobatkristalls ( µm in einer kompakten Resonatoranordnung (>20 W CW p µm p bei 1064 nm) werden MWIR-Wellenlängen von 3,6 bis 4,85 µm in Nahinfrarot-Wellenlängen (NIR) (820–870 nm) aufwärtskonvertiert. Das NIR-Licht wird mit einem standardmäßigen rauscharmen Silizium-basierten Kamera-/Gitterspektrometer detektiert. Die vorgestellte Technik ermöglicht eine hohe Konversionseffizienz über eine größere Bandbreite, ohne dass eine kürzere Kristalllänge erforderlich ist. Zur Unterstützung der experimentellen Nachweise werden im Vorfeld verschiedene analytische Vorhersagen und n µm -Simulationen durchgeführt.