La gamme de cristaux MSFG de Covesion est principalement utilisée dans les systèmes d'optique quantique µm où des lasers à raie spectrale étroite sont nécessaires pour accéder à des transitions atomiques spécifiques afin de manipuler et de refroidir des atomes et des ions. Des lasers de refroidissement d'une puissance de l'ordre du watt sont facilement réalisables grâce à l'utilisation de lasers à fibre p- µm de haute puissance pour la génération de fréquences µm dans le MgO:PPLN.
Par exemple, le MSFG626 peut être utilisé pour refroidir des ions de béryllium micrométriques µm issus de deux lasers µm émettant à 1051 nm et 1550 nm. Ces faisceaux sont ensuite combinés dans le MSFG626 pour générer une longueur d'onde de 626 nm. Cette longueur d'onde peut ensuite être doublée en fréquence pour obtenir une transition ionique de ⁹Be⁺ à 313 nm à l'aide d'un cristal BBO µm 1,2] . De même, notre cristal MSHG637 a permis de démontrer le refroidissement d'atomes de césium micrométriques µm de 1560 nm et 1077 nm à 637 nm, longueur d'onde qui est ensuite doublée en fréquence pour obtenir une transition atomique [3] . Notre gamme complète de cristaux MSFG est présentée ci-dessous.
| Partie# | P µm ps (nm) | Sortie (nm)) | Périodes du réseau (μm) | Longueurs (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 |
Pour obtenir une génération de fréquence somme (SFG) efficace, l'idéal est que les deux faisceaux de 10 µm soient focalisés de manière confocale dans le PPLN (c'est-à-dire que le rapport entre la longueur du cristal et le paramètre confocal soit égal à 1) et que leur puissance soit sensiblement égale. Il est à noter que pour les faisceaux de forte puissance, une focalisation moins précise est recommandée afin d'éviter la rétroconversion ou l'endommagement du cristal.
Pour la génération de lumière à 626 nm à partir de 1051 nm et 1551 nm, des rendements de 3,5 à 2,5 %/Wcm ont été obtenus [1,2] . Ici, le rendement η est défini par
Où P représente la puissance à chaque longueur d'onde et l la longueur du cristal. Lo et al. ont démontré un rendement de 44 % pour la génération de 7,2 W de lumière à 626 nm à partir de 1051 nm (8,5 W) et 1551 nm (8,3 W) [1] . Ils ont utilisé un cristal de 40 mm de long et 0,5 mm d'épaisseur à 180 °C avec une taille de spot de 58 µm (rayon de 1/e²). D'autres exemples et détails techniques sont µm dans le tableau ci-dessous, extrait de publications sélectionnées.
| Référence : Processus non linéaire | Conditions cristallines | S µm mary | Référence |
| MSFG626-0.5-40 : 1051 nm + 1550 nm → 626 nm CW | de 10,90 µm , longueur de 40 mm, PPLN non dopé, 196,5 °C 1051 nm, taille du spot de 40 µm (rayon de 1/e2) 1550 nm, taille du spot µm | Refroidissement ionique Be, puissance de sortie de 2 W à 626 nm , puissance totale NIR de 8,5 W, rendement de conversion de 24 % ; 2,7 %/W/cm² | Wilson et al., Appl. Phys. B, vol. 105, no. 4, pp. 741–748, 2011. [lien] |
| MSFG626-0.5-40 : 1051 nm + 1550 nm → 626 nm, onde continue | 40 mm de long, 0,5 mm d'épaisseur, période de 10,95 μm, 193,6 °C | Refroidissement ionique Be P µm p : 5 W à 1051 et 1550 nm ; SFG : 1,8 W à 626 nm | Schwarz et al., Rev. Sci. Instr µm ., vol. 83, no. 8, p. 83115, 2012. [lien] |
| MSFG626-0.5-40 : 1050,98 nm + 1551,44 nm → 626,54 nm CW | 40 mm de long, 0,5 mm d'épaisseur, 180 °C, taille du spot 58 ± 5 µm | Refroidissement ionique Be : puissance de sortie de 7,2 W à 626 nm, puissance d’entrée de 8,5 W à 1 051 nm et de 8,3 W à 1 550 nm. 2,5-3,5 %/W/cm² | Lo et al., Appl. Phys. B Lasers Opt., vol. 114, no. 1–2, pp. 17–25, 2014. [lien] |
| MSFG637-0.5-40 : 1560,5 nm + 1076,9 → 637,2 nm, onde continue | 40 mm de long, 0,5 mm d'épaisseur, période µm 43 µm (1560 nm) et 30 µm (1077 nm) | Refroidissement par atomes de Cs : puissance de sortie P µm p : 14 W à 1560,5 nm et 9 W à 1076,9 nm ; puissance de sortie SFG : 8,75 W à 637,2 nm, rendement de 38 % | Wang et al., Opt. Commun., vol. 370, pp. 150–155, 2016. [lien] |
| MSFG647-0.5-40 : 1085,5 nm + 1557,3 nm → 639,6 nm, onde continue | 40 mm de long, 0,5 mm d'épaisseur, période de 12,10 µm , 90 °C 56 µm (1085,5 nm) et 63 µm (1557,3 nm) | Refroidissement par atomes d'hélium P µm p : 8 W à 1557,3 nm et 10 W à 1085,5 nm ; puissance de sortie SFG : 6 W à 639,6 nm, rendement de 33 % | Rengelink et al., Appl. Phys. B, vol. 122, no. 5, p. 122, 2016. [lien] |
Références
- H.-Y. Lo et al., Applied Physics B, doi:10.1007/s00340-013-5605-0, (2013)
- AC Wilson et al., Applied Physics B, vol. 105, no. 4, pp. 741 – 748, (2011)
- J. Wang et al., Optics Communications, vol. 370, pp. 150–155, (2016)
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