Design and characterization of fs OPO for the near-to mid-infrared

Abstract

[ANGLÈS] We demonstrate a stabilized phase-locked divide-by-2 synchronously pumped optical parametric oscillator (SPOPO) based on BiB3O6 (BIBO) a crystal with type I interaction in the xz plane operating in degenerate regime. The femtosecond SPOPO is pumped by a KLM Ti:sapphire and uses a 1.5 mm long BIBO crystals cut for collinear type I (e ? o + o) PM in the xz optical plane at an internal angle ? = 11.4º (? = 0º) at normal incidence. The phase-locking operation was confirmed by splitting at the beginning the pump into two experimental lines (divided-by-2) overlapping them at the end of the experimental line setting a Mach-Zehnder interferometer. The SPOPO signal and idler output (1.5 ?m and 1.6 ?m aprox. respectively) was frequency doubled (SHG) and after was overlapped with the pump. The observation of stationary fringes from the interference established phase coherence. Additionally, we report the generation of a toothed shape in the spectrum of the overlapped signal and idler pulses of the SPOPO across 1.5-1.6 ?m and 1.6-1.7 ?m respectively in the degeneracy regime which can suggest the fact that an optical comb might have been generated.

[CASTELLÀ] Se demuestra la estabilidad de un oscilador óptico paramétrico con bombeo sincronizado (SPOPO) dividido en dos funcionando en modo phase-locked. Éste se basa en un cristal BiB3O6 (BIBO) con interacción de tipo I operando en el plano óptico xz en régimen degenerado. El SPOPO, que funciona en femtosegundos, está bombeado por un láser Titanio-Zafiro funcionando en modo KLM y usa un cristal BIBO de 1.5 mm de longitud cortado para un phase-matching (ajuste de fases) colinear de tipo I (e ? o + o) en el plano óptico xz con un ángulo interno de incidencia de ? = 11.4º (? = 0º) respecto a la normal. El efecto de phase-locking fue confirmado dividiendo en dos líneas experimentales el haz de bombeo inicial superponiéndolas posteriormente configurándose como un interferómetro de Mach-Zehnder. A los haces de salida del SPOPO: el señal y el retrasado (1.5 ?m y 1.6 ?m respectivamente) se les dobló la frecuencia (SHG) antes de hacerlo interferir con el haz de bombeo de la otra línea experimental. La observación de franjas de interferencia estacionarias demuestra que existe coherencia en ambos haces de las líneas del experimento. Además, se reporta la generación de un perfil dentado en el espectro debido a la superposición de los pulsos señal y retrasado del SPOPO en régimen degenerado, lo que sugiere que podríamos haber generado un peine óptico.

[CATALÀ] Es demostra l'estabilitat d'un oscil·lador paramètric polsat amb bombeig sincronitzat (SPOPO) dividit en dos feixos funcionant en mode phase-locked. L'oscil·lador està basat en un cristall de BiB3O6 (BIBO) en configuració tipus I operant en el pla òptic xz en règim degenerat. El SPOPO, que treballa en el règim de femtosegons, està bombejat mitjançant un làser de titani-safir funcionant en mode KLM i fa servir un cristall BIBO de 1.5 mm de longitud tallat per tal d'aconseguir un phase-matching colineal de tipus I (e ? o + o) en el pla xz amb un angle intern de ? = 11.4º (? = 0º) respecte la normal. L'efecte del phase-locking és confirmat dividint el feix de bombeig inicial en dos i posteriorment superposant-los en una configuració d'interferòmetre de Mach-Zender. Els feixos de sortida de l'SPOPO: el senyal i el retardat (1.5 ?m i 1.6 ?m respectivament) són doblats en freqüència (SHG) abans de fer-los interferir amb el feix de bombeig de l'altra línia experimental. L'observació de franges d'interferència estacionàries demostra que existeix coherència en ambdós feixos. A més a més, es demostra la generació d'un perfil dentat en l'espectre degut a la superposició dels polsos senyal i retardat de l'SPOPO en règim degenerat, fet que suggereix la creació d'una pinta òptica.