利用LiGaS$_{2}$光学参量放大器在950-1750 cm$^{-1}$光谱范围实现100 kHz宽带振动和频产生光谱仪

我们展示了一种工作于5.5-10.5 $\mu$m（950-1750 cm$^{-1}$）波长范围的100 kHz宽带振动和频产生（VSFG）光谱仪。该系统的中红外光束由基于共线I型LiGaS$_{2}$晶体的光学参量放大器产生，该放大器由超连续谱种子注入，并由来自Yb:KGd(WO$_{4}$)$_{2}$激光系统的180 fs、约32 $\mu$J、1.03 $\mu$m脉冲直接泵浦。经体材料色散补偿后，获得了能量高达0.5 $\mu$J、脉宽低于100 fs的中红外脉冲。我们通过记录CaF$_{2}$上Langmuir-Blodgett支撑脂质单分子层的高分辨率、低噪声振动光谱，展示了该光谱仪的实用性。所提出的VSFG光谱仪方案具有优越的信噪比，并构成了一种高效、低成本、易用的替代传统方案（依赖光学参量放大后再进行差频产生）的方法。