Nedávno tím profesora Li Zhiyuana na Juhočínskej technickej univerzite spolupracoval s tímom akademika Li Ruxina na Šanghajskom inštitúte optiky a mechaniky Čínskej akadémie vied. Inovatívne navrhli novú stratégiu založenú na strednom-infračervenom čerpaní femtosekundového lasera{2}}prístupe „synergickej nelineárnej konverzie frekvencie nahor/nadol“-úspešne vyvinuli-pulzný laserový zdroj s bielym svetlom s plným spektrom. Tento laser pokrýva sedem oktáv od 200 do 25 000 nm, dosahuje energiu impulzu 1 mJ a vykazuje spektrálnu plochosť 17 dB. so spektrálnou plochosťou 17 dB. Zistenia boli uverejnené v najvyššom{14}medzinárodnom časopise o optike Light: Science & Applications.
Od elektrónových prechodov v atómoch až po molekulárne vibrácie medzi atómami a vibrácie pevnej mriežky, rôzne mikroskopické procesy pokrývajú charakteristické pásma od hlbokého ultrafialového až po ďaleké -infračervené. Viac ako 60 rokov od vynálezu laserov vedci hľadali laserový zdroj schopný pokryť celé spektrum, aby súčasne pozorovali tieto mikroprocesy s výrazne odlišnými energetickými škálami. Tradičné laserové zdroje však trpia obmedzeniami, ako je úzka spektrálna šírka pásma, nedostatočná energia alebo nízka spektrálna plochosť, pričom súčasne nespĺňajú prísne požiadavky na široké spektrálne pokrytie, vysokú intenzitu impulzov a vysokú plochosť spektra.
Plno{0}}spektrálny laserový zdroj s bielym svetlom navrhnutý v tejto štúdii prekonáva tieto obmedzenia. Je pripravená stať sa priekopníkom novej paradigmy laserovej spektroskopie{{2}„jednotného-plného{4}}spektrálneho, synchrónneho snímkovania“-a otvárať nové hranice vo vysoko-rýchlostnej spektrografii a ultrarýchlej spektroskopii s pumpovou-sondou. Tento prielom je obrovským prísľubom pre základný výskum vo fyzike, chémii, materiálovej vede a biológii, ako aj pre aplikácie v biomedicínskom zobrazovaní, monitorovaní životného prostredia a priemyselnej inšpekcii.
Nelineárna frekvencia hore{0}} a dole-synergia konverzie umožňuje vysoko{2}}výkonný hlboký-UV až ďaleký-IR úplný-spektrálny biely-laser
Tento{0}}laserový systém s bielym svetlom využíva 3,9μm stredný-infračervený laser ako premosťujúci zdroj. Prostredníctvom konverzie nahor- sa hranica krátkych{5}}vlnových dĺžok rozšíri na 200nm hlbokú-ultrafialovú oblasť, zatiaľ čo konverzia nadol-rozšíri hranicu dlhých-vlnových dĺžok na 25μm-infračervené pásmo. Tím inovatívne navrhnutý cvrlikání-periodický{14}}polarizovaný kryštál niobátu lítneho (CPPLN) súčasne generuje harmonické 2. až 12.{17}}ráda. Upconversion modul dosahuje 40% účinnosť konverzie s 1,45 mJ výstupnej energie. Modul downconversion s kaskádovou architektúrou LN-AGSe kryštálov dosahuje 18% účinnosť konverzie s výstupnou energiou 0,75 mJ. Celkové technické špecifikácie výrazne prevyšujú špecifikácie porovnateľných superkontinuálnych laserových systémov.
Intenzita fotónového lúča systému prevyšuje zariadenia synchrotrónového žiarenia o 7-8 rádov, čo umožňuje súčasnú detekciu piatich fyzikálno-chemických procesov naprieč rôznymi energetickými škálami-hlboké ultrafialové elektronické prechody, elektronické excitácie viditeľného svetla, blízko{3}}infračervené a stredné-infračervené molekulárne vibrácie a infračervené mriežky5} a laserové ďaleké molekulárne mriežkové vibrácie lúč alebo pulz.
Hong Lihong, postdoktorandský výskumník spoločne vyškolený Juhočínskou technologickou univerzitou a Šanghajským inštitútom optiky a mechaniky, Čínska akadémia vied, je prvým autorom článku. Li Zhiyuan, profesor na Fakulte fyziky a optoelektroniky, South China University of Technology, a akademik Li Ruxin z Čínskej akadémie vied sú spolu-korešpondujúci autori. Profesor Li Zhiyuan sa dlhodobo venuje teoretickému, experimentálnemu a aplikovanému výskumu v mikro-nanofotonike, nelineárnej optike, laserovej technológii, topologickej fotonike a kvantovej fyzike.
