Neseniai profesoriaus Li Zhiyuano komanda Pietų Kinijos technologijos universitete bendradarbiavo su akademiko Li Ruxino komanda Kinijos mokslų akademijos Šanchajaus optikos ir mechanikos institute. Jie novatoriškai pasiūlė naują strategiją, pagrįstą vidutinio-infraraudonųjų spindulių femtosekundės lazerio siurbimu-„sinerginio netiesinio dažnio aukštyn/žemyn konversijos“ metodu-sėkmingai sukuriant viso-spektro baltos šviesos impulsinį lazerio šaltinį. Šis lazeris apima septynias oktavas nuo 200 iki 25 000 nm, pasiekia 1 mJ impulso energiją, o spektrinis lygumas yra 17 dB. kurių spektrinis lygumas yra 17 dB. Rezultatai buvo paskelbti aukščiausio lygio{14}}tarptautiniame optikos žurnale „Light: Science & Applications“.
Nuo elektronų perėjimų atomuose iki molekulinių virpesių tarp atomų ir kietųjų gardelių virpesių – įvairūs mikroskopiniai procesai apima būdingas juostas nuo gilaus ultravioletinių iki tolimųjų infraraudonųjų spindulių. Daugiau nei 60 metų nuo lazerių išradimo mokslininkai ieškojo lazerio šaltinio, galinčio aprėpti visą spektrą, kad tuo pačiu metu galėtų stebėti šiuos mikroprocesus su labai skirtingomis energijos skalėmis. Tačiau tradiciniai lazeriniai šaltiniai kenčia nuo tokių apribojimų, kaip siauras spektro juostos plotis, nepakankama energija arba mažas spektrinis lygumas, tuo pačiu metu neatitinkantys griežtų plačios spektrinės aprėpties, didelio impulso intensyvumo ir didelio spektrinio lygumo reikalavimų.
Šiame tyrime siūlomas viso -spektro baltos šviesos lazerio šaltinis įveikia šiuos apribojimus. Ji yra pasirengusi pradėti naują lazerinės spektroskopijos-„vieno-šaltinio viso-spektro, sinchroninio momentinio vaizdo“- paradigmą ir atverti naujas didelio-greičio spektrografijos ir siurblio{{7}zondo ultrasparčios spektroskopijos ribas. Šis proveržis žada didžiulį pažadą fundamentiniams fizikos, chemijos, medžiagų mokslo ir biologijos tyrimams, taip pat biomedicininio vaizdavimo, aplinkos stebėjimo ir pramonės tikrinimo taikymams.
Netiesinio dažnio didinimo- ir žemėjimo-konversijos sinergija įgalina didelio-našumo gilų-UV į tolimąjį-IR pilno-spektro baltą-šviesųjį lazerį
Šioje baltos{0}}šviesos lazerinėje sistemoje kaip tiltelio šaltinis naudojamas 3,9 μm vidutinis{2}}infraraudonųjų spindulių lazeris. Konvertuojant aukštyn-, trumpoji bangos ilgio riba išplečiama iki 200 nm gylio-ultravioletinio regiono, o konvertuojant žemyn-ilgoji-bangos ilgio riba išplečiama iki 25 μm tolimosios{11}infraraudonųjų spindulių juostos. Komandos naujoviškai sukurtas čirškiamas -periodinis-poliarizuotas ličio niobato (CPPLN) kristalas vienu metu generuoja 2–12 -eilės harmonikas. Aukštyn konversijos modulis pasiekia 40% konversijos efektyvumą su 1,45 mJ išėjimo energija. Žemyn konvertavimo modulis, turintis pakopinę LN-AGSe kristalų architektūrą, pasiekia 18 % konversijos efektyvumą su 0,75 mJ išėjimo energija. Bendros techninės specifikacijos gerokai pranoksta panašių superkontinuumo lazerinių sistemų specifikacijas.
Sistemos fotonų pluošto intensyvumas viršija sinchrotroninės spinduliuotės įrenginius 7-8 dydžiais, todėl vienu metu galima aptikti penkis fizikinius ir cheminius procesus skirtingose energijos skalėse-giliųjų ultravioletinių elektroninių perėjimų, matomos šviesos elektroninio sužadinimo, artimųjų-infraraudonųjų ir vidutinių {}infraraudonųjų ir molinių {infraraudonųjų {{4}{4}{4} gardelės virpesiai - naudojant vieną lazerio spindulį arba impulsą.
Hong Lihong, podoktorantūros tyrėjas, bendrai apmokytas Pietų Kinijos technologijos universiteto ir Šanchajaus Optikos ir mechanikos instituto, Kinijos mokslų akademijos, yra pirmasis šio straipsnio autorius. Li Zhiyuan, Pietų Kinijos technologijos universiteto Fizikos ir optoelektronikos mokyklos profesorius, ir Kinijos mokslų akademijos akademikas Li Ruxinas yra bendraautoriai-. Profesorius Li Zhiyuanas jau seniai užsiima teoriniais, eksperimentiniais ir taikomaisiais mikro-nanofotonikos, netiesinės optikos, lazerių technologijos, topologinės fotonikos ir kvantinės fizikos tyrimais.
