Обогащение спектра многоволновой пикосекундной генерации синхронно-накачиваемого ВКР-лазера на кристалле Sr(MoO4)0.8(WO4)0.2

Обогащение спектра многоволновой пикосекундной генерации синхронно-накачиваемого ВКР-лазера на кристалле Sr(MoO₄)_0.8(WO₄)_0.2

Пресс-релиз публикации: Д.П. Терещенко, С.Н. Сметанин, А.Г. Папашвили, К.А. Губина, Ю.А. Кочуков, С.А. Солохин, М.Н. Ершков, Е.В. Шашков, В.E. Шукшин, Л.И. Ивлева, Е.Э. Дунаева, И.С. Воронина «Обогащение спектра многоволновой пикосекундной генерации синхронно-накачиваемого ВКР-лазера на кристалле Sr(MoO₄)_0.8(WO₄)_0.2» Журнал технической физики. – 2023. – Т. 93, вып. 4. – С. 488-494 DOI: 10.21883/JTF.2023.04.55036.270-22)

Пресс-релиз в формате PDF

Данная работа имеет значимость для обеспечения многоцветной двухфотонной микроскопии живых тканей, где используются повторяющиеся с высокой частотой ультракороткие импульсы излучения на различных длинах волн, спектрально позиционированных в терапевтическом окне прозрачности биологических тканей (1000-1400 нм) для резонансного возбуждения различных флуоресцентных белков, таких как mCherry, Cy4, Alexa647, Alexa680, Cy5.5, Alexa700 и др. Одновременное возбуждение нескольких “разноцветных” флуорофоров позволяет существенно повысить глубину и контраст флуоресцентной микроскопии [E. P Perillo et al, Light: Sci. & Appl., 6, e17095 (2017)], поэтому предпочтительно использовать лазер с каскадным преобразованием частоты лазерного излучения.

В настоящей работе впервые в качестве среды ВКР-лазера использован однофазный твердый раствор Sr(MoO₄)_0.8(WO₄)_0.2 с повышенной интенсивностью второй колебательной моды. Увеличение интенсивности синхронной накачки с длиной волны 1079 нм выше критического значения, определяемого условием нелинейного захвата фаз комбинационно-параметрического взаимодействия на второй колебательной моде, позволило увеличить число эффективно генерируемых компонент ВКР-излучения до шести при малом межволновом интервале между ними с длинами волн 1194, 1242, 1279, 1294, 1336 и 1396 нм. Две из компонент (1194 и 1336 нм) имели высокочастотный сдвиг на первой колебательной моде, а остальные – комбинированные сдвиги частоты с участием обеих колебательных мод (Рисунок 1).

Эффективность генерации многоволнового ВКР-излучения составила 10 %. При расстройке длины резонатора получено укорочение импульсов для компонент с комбинированным сдвигом частоты до 6 пс, что на порядок короче импульсов накачки (64 пс).

Экспериментальная часть работы выполнена в ИОФ РАН. Основными исполнителями данной работы являлись научные сотрудники Отдела лазерных материалов и фотоники – Д.П. Терещенко, С.Н. Сметанин, А.Г. Папашвили и Ю.А. Кочуков (лазерные эксперименты); Л.И. Ивлева, Е.Э. Дунаева, И.С. Воронина и В.E. Шукшин (выращивание и характеризация активного кристалла). В работе также принимал участие сотрудник Отдела колебаний – Е.В. Шашков (проведение измерений).

Пресс-релиз подготовил: старший научный сотрудник научного центра лазерных материалов и технологий ИОФ РАН, доктор физико-математических наук С.Н. Сметанин

Рис. 1. Оптическая схема ВКР-лазера (1 – лазер накачки с длиной волны 1079 нм; 2 – вентиль Фарадея; 3 – фокусирующее зеркало; 4 – кристалл Sr(MoO₄)_0.8(WO₄)_0.2; 5, 6, 7, 8 – зеркала резонатора ВКР-лазера) и спектр генерируемого ВКР-излучения. (Источник: Д.П. Терещенко, С.Н. Сметанин, А.Г. Папашвили, К.А. Губина, Ю.А. Кочуков, С.А. Солохин, М.Н. Ершков, Е.В. Шашков, В.E. Шукшин, Л.И. Ивлева, Е.Э. Дунаева, И.С. Воронина / Журнал технической физики. – 2023. – Т. 93, вып. 4. – С. 488-494. DOI: 10.21883/JTF.2023.04.55036.270-22)