Forskare gör betydande framsteg i utvecklingen av ultrabredbandiga vita laserkällor, som täcker ett brett spektrum från ultraviolett till långt infrarött. Dessa lasrar kan användas inom olika områden som storskalig bildbehandling, femtokemi, telekommunikation, laserspektroskopi, avkänning och ultrasnabba vetenskaper.
Men jakten står inför utmaningar, särskilt när det gäller valet av lämpliga olinjära medier. Traditionella solida material är, även om de är effektiva, utsatta för optiska skador under höga toppeffektförhållanden. Gasmedier, även om de är skadebeständiga, lider ofta av låg effektivitet och tekniska komplikationer.
I ett okonventionellt drag vände sig forskare från South China University of Technology nyligen till vatten som ett icke-linjärt medium. Rikligt och billigt, vatten visar sig vara immunt mot optisk skada, även under påverkan av högeffektlasrar. Som rapporterats i Advanced Photonics Nexus , vatteninducerad spektral breddning involverar förbättrad självfasmodulering och stimulerad Raman-spridning, vilket resulterar i en superkontinuumvit laser med en 435 nm 10 dB bandbredd som täcker ett imponerande intervall på 478–913 nm.
För att ta innovationen vidare, kombinerade forskare vatten med en chirped periodic-poled litium niobate (CPPLN) kristall, känd för sin robusta andra ordningens olinjära kraft. Detta partnerskap utökade inte bara superkontinuumvitlaserns frekvensområde utan även plattade ut dess utgångsspektrum.
Enligt motsvarande seniorförfattare Prof. Zhi-Yuan Li, "Kaskadvatten-CPPLN-modulen ger en långlivad, hög stabilitet och låg kostnad teknisk väg för att realisera en "tre-hög" vit laser med intensiv pulsenergi , hög spektral planhet och ultrabred bandbredd."
Resultatet från detta vatten-CPPLN-samarbete är lovande. Med en pulsenergi på 0,6 mJ och en bandbredd på 10 dB som spänner över mer än en oktav (413–907 nm), har denna ultrabredbandiga superkontinuumkälla potential för ultrasnabb spektroskopi och hyperspektral avbildning.
Li säger, "Den erbjuder hög upplösning över fysikaliska, kemiska och biologiska processer över extrema spektrala bandbredder med ett högt signal-brusförhållande. Det öppnar en effektiv väg för att skapa en långlivad, hög stabilitet och billig vit laser med intensiv pulsenergi, hög spektral planhet och ultrabred bandbredd, vilket banar väg för nya möjligheter inom vetenskaplig forskning och tillämpningar."
Mer information: Lihong Hong et al, Intensiv vit laser med hög spektral planhet via optisk-skadafri vatten-litiumniobatmodul, Advanced Photonics Nexus (2024). DOI:10.1117/1.APN.3.1.016008
Tillhandahålls av SPIE
