Construção e caracterização de fonte sintonizável de pulsos ultracurtos no infravermelho próximo baseada em amplificadores paramétricos

Abstract

A amplificação paramétrica óptica (Optical Parametric Amplification, OPA) é um processo onde um feixe de luz intenso transfere energia para um feixe mais fraco através de um meio não linear. Em particular, a configuração mais explorada para a obtenção do OPA utiliza o processo de diferença de frequência em um meio que apresenta não linearidade de segunda ordem. Atualmente, sistemas amplificados baseados em OPA são bastante utilizados no desenvolvimento de fontes pulsadas, sintonizáveis, e de alta potência de pico. A razão para isto está associada ao fato que a amplificação paramétrica ocorre na região de transparência do meio ativo, sem a necessidade de se explorar qualquer ressonância atômica do cristal. Neste trabalho, utilizando um sistema amplificado de Ti:safira como bombeamento principal, construímos uma fonte banda larga, pulsada, no infravermelho próximo (~1700 nm), através da geração de diferença de frequência entre dois amplificadores paramétricos sincronizados. Ambos os OPAs tiveram como bombeamento o segundo harmônico do Ti:safira e como semente um único feixe, banda larga, obtido através de processo de geração de supercontínuo em um cristal de safira. Enquanto um dos OPAs foi montado para operar fixo no infravermelho próximo (~970 nm), em configuração banda estreita, o outro foi desenhado para trabalhar sintonizável no visível, em configuração banda larga. Ganhos com fatores acima de mil vezes foram aferidos nestes OPAs. Ao final, após a diferença de frequência entre os feixes de saída dos dois OPAs, foi observado emissão entre 1400 nm a 2000 nm, com capacidade de suportar pulsos de poucos ciclos ópticos e de se ter fase da envoltória portadora autoestabilizada devido ao processo de diferença de frequência.