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 bérylliumµm issus de deuxµmlasers p[1,2]. De même, notre cristal MSHG637 a permis de démontrer le refroidissement d'atomes de césiumµm , initialement à 1560 nm et 1077 nm, jusqu'à 637 nm. Cette longueur d'onde 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 sontµmdans 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 10,90µm , longueur de 40 mm, PPLN non dopé, 196,5 °C 1051 nm, taille du spot de 40µm (rayon de 1/e2) 1550 nm, taille du spot de 45µm (rayon de 1/e2) | 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 Pµmp : 5 W à 1051 et 1550 nm ; SFG : 1,8 W à 626 nm | Schwarz et al., Rev. Sci. Instrµm., 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, 58 ± 5 µm taille du spot | 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,µm période 43 µm (1560 nm) et 30 µm (1077 nm) | Refroidissement par atomes de Cs : puissance de sortie Pµmp : 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 12,10µm , 90 °C 56 µm (1085,5 nm) et 63 µm (1557,3 nm) | Refroidissement par atomes d'hélium Pµmp : 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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