Neseniai Kinijos mokslų akademijos (CAS) Šanchajaus Optikos ir tiksliųjų mašinų instituto (SIPM) valstybinės intensyvaus lauko lazerinės fizikos laboratorijos tyrimų grupė pasiūlė metodą, kaip žymiai pagerinti aukšto dažnio femtosekundės nukreipimo stabilumą. gijų ir superkontinuumo (SC) baltos šviesos šaltinio ir veiksmingai slopino intensyvumą ir spindulio nukreipimo virpėjimą generuojant oro gijų sukeltą superkontinuumo baltos šviesos lazerį, kad būtų pašalinta aukšto dažnio femtosekundinės lazerio dujų gijos kliūtis. Rezultatai paskelbti dokumente „Stabili, intensyvi superkontinuumo šviesos generavimas 1 kHz dažniu, naudojant elektrinio lauko padedamą femtosekundinę lazerio giją ore“. „Rezultatai buvo paskelbti „Light: Science & Applications“.
Superkontinuumo lazeriai, dengiantys matomos bangos ilgio juostą, dėl itin plataus spektrinio pločio ir geros koherencijos vadinami „baltos šviesos lazeriais“. Jis plačiai naudojamas biomedicinos vaizdavimo, molekulinės pirštų atspaudų spektroskopijos, optinės koherentinės tomografijos, derinamo itin greito impulsų generavimo, femtosekundinio impulso suspaudimo ir kitose srityse. Baltos šviesos lazeriai dažniausiai generuojami iš kietų medžiagų arba fotoninių kristalų pluoštų, tuščiavidurių pluoštų ir kt. Lazerio pluošto generavimo pagrindas yra trumpų impulsų lazerio dujų gijos. Trumpo impulso lazerio dujų gijos suteikia galimybę be medžiagų žalos generuoti baltos šviesos lazerį, tačiau nukreipiamasis virpėjimas, kurį sukelia impulsų kaupimasis, riboja naudojimą esant dideliam pakartotiniam dažniui. Dėl kietų medžiagų pažeidimo slenksčio arba dėl savaiminio virpėjimo problemos dujose sunku gauti stabilų didelės energijos, aukšto dažnio baltos šviesos lazerinių šaltinių perdavimą, be to, tai yra neatidėliotina tarptautinė problema superkontinuumo šviesos šaltinių generavimo sritis ir jos pritaikymai.
1 pav. (a) (b) Eksperimentinės sąrankos schema. (c) (d) Tikros spalvos neapkrauto ir pakrauto nuolatinės srovės aukštos įtampos elektrinio lauko vaizdai šviesos siūlelyje ir šviesos siūlų sukeltas vainikas. e) f) atitinkamos priekinės šviesos taškai.
Šiame tyrime mokslininkai panaudojo aukšto dažnio femtosekundinį lazerį, kad sukurtų didelės energijos superkontinuumo baltos šviesos šaltinį, sudarant kaitinimo siūlą ore, ir naujoviškai apkrovė siūlą išoriniu aukštos įtampos nuolatinės srovės elektriniu lauku, o tai išsprendė termiškai sukeltas gijos virpėjimas prie šaknies, pagrįstas plazmos susimaišymo slopinimo principu naudojant išorinį elektrinį lauką ir pailginančio jo eksploatavimo laiką, siekiant sumažinti šilumos nusėdimą dėl plazmos susimaišymo kito lazerio impulso metu ir taip sėkmingai sumažinti šiluminę difuziją, kurią sukelia kaitinamojo siūlelio šiluminė difuzija, ir tokiu būdu sėkmingai sumažinant šiluminę difuziją, kurią sukelia kaitinamojo siūlelio šiluminė difuzija. Tokiu būdu sėkmingai sumažinamas šiluminės difuzijos sukeliamo oro srauto trikdymo intensyvumas. Be to, stabilaus jonų vėjo sukuriamas šviesos siūlų sukeltas vainikinis išlydis taip pat gali veiksmingai įveikti šviesos gijų savaime turbulentinį oro srautą, eksperimentiniai rezultatai rodo, kad veikiant išoriniam aukšto dažnio (1 kHz) šviesos elektriniam laukui. kaitinimo siūlelio ir priekinės superkontinuumo baltos šviesos erdvinio nukreipimo stabilumas gali būti pagerintas bent du kartus, o tuo pačiu metu žymiai pagerėjo baltos lazerio šviesos spektrinio intensyvumo stabilumas, tyrėjai naudoja 1 kHz / 6,54 mJ femtosekundę lazerio impulsas naudojant 1 kHz/6,54 mJ femtosekundinius lazerio impulsus ore, mokslininkai sėkmingai gavo 3,55 mJ stabilizuotą superkontinuumo spektro baltos šviesos šaltinį. Šis darbas efektyviai išsprendžia tarptautinę aukšto dažnio femtosekundinės lazerinės dujų gijos nukreipimo ir intensyvumo virpėjimo problemą, kuri ne tik atveria kelią generuoti aukšto dažnio, stabilų ir didelės energijos superkontinuumo baltos šviesos šaltinį ore, bet ir plečiasi. naujų galimybių kitoms reikmėms, pvz., antriniam spinduliuotės šaltiniui, vaizdavimui ir medžiagų mikroprocesoriui, pagrįstam aukšto dažnio filamentacija.
SIPM padarė didelę pažangą kurdama stabilų ir didelės energijos baltos šviesos lazerį ore.
2 pav. (a) Standartinis tiesioginio superkontinuumo spektro baltos šviesos lazerio ir gijų nukreipimo kampo (SDEV) nuokrypis esant 1 kHz, kaip naudojamos aukštos įtampos funkcija. (b) Priekinės SC šviesos (b) ir kaitinamojo siūlelio (c) sklaidos kampas SDEV esant skirtingam lazerio pasikartojimo dažniui. (d) Efektyvaus elektrinio lauko, veikiančio kaitinamojo siūlo, kitimas, kaip apkrautos aukštos įtampos funkcija.
3 pav. (a) Priekinio superkontinuumo spektro baltos šviesos spektrų palyginimas su (FIL + 55 kV) ir be (FIL) išorinės nuolatinės srovės aukštos įtampos, naudojant pradinį negijuotos (noFIL) lazerio spektrą kaip atskaitą. b) Superkontinuumo spektro intensyvumo signalo ir triukšmo santykis (1 kHz) esant skirtingoms aukštoms įtampoms. c ) Supercontinuum spektro baltos šviesos lazerio energija kaip siurblio lazerio energijos funkcija (fokusavimo objektyvo židinio nuotolis yra 1 m).
