Nemrég Li Zhiyuan professzor csapata a Dél-kínai Műszaki Egyetemen együttműködött Li Ruxin akadémikus csapatával a Kínai Tudományos Akadémia Sanghaji Optikai és Mechanikai Intézetében. Innovatív módon új stratégiát javasoltak, amely középső -infravörös femtoszekundumos lézerszivattyúzáson-a „szinergikus nemlineáris frekvencia fel/le konverzión”- alapul, és sikeresen kifejlesztettek egy teljes-spektrumú fehér fény impulzusos lézerforrást. Ez a lézer hét oktávot ível 200 és 25 000 nm között, 1 mJ impulzusenergiát ér el, és 17 dB spektrális síkságot mutat. 17 dB spektrális lapossággal. Az eredményeket a Light: Science & Applications legfelső szintű,{14}}nemzetközi optikai folyóiratban tették közzé.
Az atomokon belüli elektronátmenetektől az atomok közötti molekuláris rezgésekig és a szilárd rácsrezgésekig a különféle mikroszkopikus folyamatok a mély ultraibolya sugárzástól a távoli{0}}infravörösig terjedő jellemző sávokon terjednek át. A lézerek feltalálása óta több mint 60 éve a tudósok olyan lézerforrást kerestek, amely képes lefedni a teljes spektrumot, hogy egyidejűleg megfigyelhessék ezeket a mikrofolyamatokat, rendkívül eltérő energiaskálákkal. A hagyományos lézerforrások azonban olyan korlátoktól szenvednek, mint a szűk spektrális sávszélesség, az elégtelen energia vagy az alacsony spektrális síkság, és nem teljesítik egyszerre a széles spektrális lefedettség, a nagy impulzusintenzitás és a nagy spektrális síkság szigorú követelményeit.
A tanulmányban javasolt teljes-spektrumú fehér fény lézerforrás felülmúlja ezeket a korlátokat. Készen áll arra, hogy úttörő szerepet töltsön be a lézerspektroszkópiában-"egyforrásos-teljes-spektrumú, szinkron pillanatfelvétel"-, és új határokat nyisson meg a nagy-sebességű spektrográfia és a pumpa-ultragyors spektroszkópia területén. Ez az áttörés óriási ígéretet jelent a fizika, a kémia, az anyagtudomány és a biológia területén végzett alapkutatások, valamint az orvosbiológiai képalkotás, a környezeti monitorozás és az ipari ellenőrzés területén történő alkalmazások számára.
Nemlineáris frekvencia fel- és le-konverziós szinergia nagy-teljesítményű mély-UV-táv-IR teljes-spektrumú fehér-fénylézert tesz lehetővé
Ez a fehér-fényű lézerrendszer 3,9 μm-es közép-infravörös lézert használ áthidaló forrásként. A fel-konverzió révén a rövid-hullámhossz határ a 200 nm mély-ultraibolya régióig, míg a le-konverzió a hosszú-hullámhossz határát a 25 μm-es távoli{11}infravörös sávig. A csapat innovatív tervezésű csipogós -periodikus-polarizált lítium-niobát (CPPLN) kristálya egyidejűleg 2-12.{17}}rendű harmonikusokat generál. A felkonverziós modul 40%-os átalakítási hatékonyságot ér el 1,45 mJ kimeneti energiával. A kaszkádos LN-AGSe kristályarchitektúrával rendelkező lekonverziós modul 18%-os konverziós hatékonyságot ér el 0,75 mJ kimeneti energiával. Az általános műszaki jellemzők jelentősen felülmúlják a hasonló szuperkontinuum lézerrendszerekét.
A rendszer fotonnyaláb intenzitása 7-8 nagyságrenddel meghaladja a szinkrotron sugárzást, lehetővé téve öt fizikai-kémiai folyamat egyidejű detektálását különböző energiaskálákon-mély ultraibolya elektronátmenetek, látható fény elektronikus gerjesztések, közeli-infravörös és középső infravörös és távoli infravörös{{4}{4} rácsrezgések – egyetlen lézersugár vagy impulzus felhasználásával.
Hong Lihong, a Dél-Kínai Műszaki Egyetem és a Kínai Tudományos Akadémia Sanghaji Optikai és Mechanikai Intézete által közösen képzett posztdoktori kutató, a cikk első szerzője. Li Zhiyuan, a Dél-kínai Műszaki Egyetem Fizikai és Optoelektronikai Iskola professzora és Li Ruxin akadémikus, a Kínai Tudományos Akadémia társ-szerzői. Li Zhiyuan professzor régóta foglalkozik elméleti, kísérleti és alkalmazott kutatásokkal a mikro-nanofotonika, a nemlineáris optika, a lézertechnológia, a topológiai fotonika és a kvantumfizika területén.
