Hiljuti tegi Lõuna-Hiina Tehnikaülikooli professor Li Zhiyuani meeskond koostööd akadeemik Li Ruxini meeskonnaga Hiina Teaduste Akadeemia Shanghai optika ja mehaanika instituudis. Nad pakkusid uuenduslikult välja uudse strateegia, mis põhineb keskmisel-infrapuna-femtosekundilisel laserpumpamisel-„sünergistlikul mittelineaarsel sagedusel üles/alla konversioonil”-, töötades edukalt välja täisspekter-valge valguse impulsslaserallika. See laser katab seitse oktaavi lainepikkusel 200 kuni 25 000 nm, saavutab impulsienergia 1 mJ ja selle spektraalne tasasus on 17 dB. spektraalse tasapinnaga 17 dB. Tulemused avaldati kõrgeima astme{14}}rahvusvahelises optikaajakirjas Light: Science & Applications.
Alates elektronide üleminekust aatomites kuni molekulaarsete vibratsioonideni aatomite vahel ja tahkete võre vibratsioonideni, hõlmavad mitmesugused mikroskoopilised protsessid iseloomulikke ribasid sügavast ultraviolettkiirgusest kaugele{0}}infrapunani. Juba üle 60 aasta pärast laserite leiutamist on teadlased otsinud laserallikat, mis suudab katta kogu spektri, et samaaegselt jälgida neid mikroprotsesse tohutult erinevate energiaskaaladega. Traditsioonilised laseriallikad kannatavad aga piirangute all, nagu kitsas spektririba, ebapiisav energia või madal spektritasasus, mis ei vasta samaaegselt laia spektri katvuse, suure impulsi intensiivsuse ja kõrge spektri tasasuse rangetele nõuetele.
Selles uuringus pakutud täisspekter-valge valguse laserallikas ületab need piirangud. See on valmis looma uue paradigma laserspektroskoopias-"ühe-allika täis-spekter, sünkroonne hetktõmmis"- ning avama uued piirid kiires-spektrograafias ja pump-ultikiires spektroskoopias. Sellel läbimurdel on palju lubadusi füüsika, keemia, materjaliteaduse ja bioloogia fundamentaaluuringute jaoks, samuti biomeditsiinilise pildistamise, keskkonnaseire ja tööstusliku kontrolli rakenduste jaoks.
Mittelineaarne sageduse üles- ja alla-konversiooni sünergia võimaldab suure-jõudlusega sügava-UV--IR täis-spektriga valge-valguslaserit
See valge{0}}valguslasersüsteem kasutab sildallikana 3,9 μm kesk-infrapuna laserit. Üles-muundamise kaudu laieneb lühike-lainepikkuse piir 200 nm sügavusele-ultraviolettkiirgusele, samas kui alla-muundamine pikendab pika-lainepikkuse piiri kuni 25 μm kaugele{11}}infrapunariba. Meeskonna uuenduslikult kujundatud piiksuv -perioodiline-polariseeritud liitiumniobaadi (CPPLN) kristall genereerib samaaegselt 2.–12. -järku harmoonilisi. Üleskonversiooni moodul saavutab 40% muundamise efektiivsuse 1,45 mJ väljundenergiaga. Kaskaadse LN-AGSe kristalliarhitektuuriga allakonversioonimoodul saavutab 0,75 mJ väljundenergiaga 18% muundamise efektiivsuse. Üldised tehnilised näitajad ületavad märkimisväärselt võrreldavate supercontiinuum lasersüsteemide omasid.
Süsteemi footonikiire intensiivsus ületab sünkrotronkiirguse rajatisi 7-8 suurusjärgu võrra, võimaldades samaaegselt tuvastada viit füüsikalis-keemilist protsessi erinevatel energiaskaaladel-sügavad ultraviolettelektroonilised üleminekud, nähtava valguse elektroonilised ergastused, lähi-infrapuna- ja keskvibratsioon, {{4}{4}{infrapuna võre vibratsioonid - ühe laserkiire või impulsi kasutamine.
Selle artikli esimene autor on Hong Lihong, Lõuna-Hiina Tehnikaülikooli ja Hiina Teaduste Akadeemia Shanghai optika- ja mehaanikainstituudi ühiselt koolitatud järeldoktor. Li Zhiyuan, Lõuna-Hiina Tehnikaülikooli füüsika- ja optoelektroonika kooli professor ja Hiina Teaduste Akadeemia akadeemik Li Ruxin on vastavad autorid. Professor Li Zhiyuan on pikka aega tegelenud mikro-nanofotoonika, mittelineaarse optika, lasertehnoloogia, topoloogilise fotoonika ja kvantfüüsika teoreetiliste, eksperimentaalsete ja rakendusuuringutega.
