Äskettäin professori Li Zhiyuanin tiimi Etelä-Kiinan teknillisessä yliopistossa teki yhteistyötä akateemikko Li Ruxinin tiimin kanssa Shanghain optiikka- ja mekaniikkainstituutissa, Kiinan tiedeakatemiassa. He ehdottivat innovatiivisesti uutta strategiaa, joka perustuu keski-infrapuna-femtosekunnin laserpumppaukseen-"synergistiseen epälineaariseen taajuuden ylös/alas-muunnos" -lähestymistapaan-kehittäen onnistuneesti täyden-spektrin valkoisen valon pulssilaserlähteen. Tämä laser kattaa seitsemän oktaavia 200 - 25 000 nm, saavuttaa 1 mJ:n pulssienergian ja sen spektrin tasaisuus on 17 dB. jonka spektritasaisuus on 17 dB. Löydökset julkaistiin{14}}kansainvälisessä huipputason optiikkalehdessä Light: Science & Applications.
Erilaiset mikroskooppiset prosessit ulottuvat tyypillisistä kaistaleista syvästä ultraviolettisäteilystä kaukaa{0}}infrapunaan aina atomien sisällä tapahtuvista molekyylivärähtelyistä atomien välisiin värähtelyihin ja kiinteään hilan värähtelyyn. Yli 60 vuoden ajan lasereiden keksimisen jälkeen tiedemiehet ovat etsineet laserlähdettä, joka pystyy kattamaan koko spektrin, jotta voidaan samanaikaisesti tarkkailla näitä mikroprosesseja, joilla on valtavasti erilaisia energia-asteikkoja. Perinteiset laserlähteet kärsivät kuitenkin rajoituksista, kuten kapeasta spektrin kaistanleveydestä, riittämättömästä energiasta tai alhaisesta spektrin tasaisuudesta, eivätkä ne samanaikaisesti täytä tiukkoja vaatimuksia, jotka liittyvät laajaan spektrin peittoon, korkeaan pulssin intensiteettiin ja korkeaan spektrin tasaisuuteen.
Tässä tutkimuksessa ehdotettu täyden spektrin-valkoisen valon laserlähde voittaa nämä rajoitukset. Se on valmis olemaan edelläkävijä laserspektroskopiassa-"yksittäisestä-lähteestä koko-spektri, synkroninen tilannekuva"-ja avaa uusia rajoja nopeassa-spektrografiassa ja pumppu-ultranopeassa spektroskopiassa. Tällä läpimurtolla on valtava lupaus fysiikan, kemian, materiaalitieteen ja biologian perustutkimukselle sekä sovelluksille biolääketieteellisessä kuvantamisessa, ympäristön seurannassa ja teollisissa tarkastuksissa.
Epälineaarinen taajuuden nousu- ja alas-muunnossynergia mahdollistaa korkean-suorituskyvyn syvän-UV-F-IR Full-Spectrum White-light laserin
Tämä valkoinen{0}}valolaserjärjestelmä käyttää 3,9 μm:n keski-infrapunalaseria siltauksen lähteenä. Ylös-muunnoksen avulla lyhyt aallonpituusraja laajenee 200 nm:n syvälle-ultraviolettialueelle, kun taas alas-muunnos pidentää pitkän-aallonpituuden rajan 25 μm:n kauko{11}infrapunakaistalle. Tiimin innovatiivisesti suunniteltu sirkutettu -jaksollinen-polarisoitu litiumniobaattikide (CPPLN) tuottaa samanaikaisesti 2.–12. -asteen harmonisia. Upconversion moduuli saavuttaa 40 % muunnostehokkuuden 1,45 mJ lähtöenergialla. Alasmuunnosmoduuli, jossa on peräkkäinen LN-AGSe-kidearkkitehtuuri, saavuttaa 18 % muunnostehokkuuden 0,75 mJ:n lähtöenergialla. Yleiset tekniset tiedot ylittävät merkittävästi vastaavien superjatkuvuuslaserjärjestelmien.
Järjestelmän fotonisäteen intensiteetti ylittää synkrotronisäteilyn laitteet 7-8 suuruusluokalla, mikä mahdollistaa viiden fysikaaliskemiallisen prosessin samanaikaisen havaitsemisen eri energia-asteikoissa-syvissä ultraviolettielektroniikkasiirtymissä, näkyvän valon elektronisissa virityksessä, lähi-infrapuna- ja keskivärähtelyssä, molemminpuolisessa infrapuna-{{4}{4}{ hilavärähtelyt - käyttämällä yhtä lasersädettä tai pulssia.
Hong Lihong, Etelä-Kiinan teknillisen yliopiston ja Kiinan tiedeakatemian Shanghain optiikka- ja mekaniikkainstituutin yhdessä kouluttama tutkijatohtori, on ensimmäinen kirjoittaja. Li Zhiyuan, Etelä-Kiinan teknillisen yliopiston fysiikan ja optoelektroniikan korkeakoulun professori, ja akateemikko Li Ruxin Kiinan tiedeakatemiasta ovat vastaavat kirjoittajat. Professori Li Zhiyuan on pitkään ollut mukana teoreettisessa, kokeellisessa ja soveltavassa tutkimuksessa mikro-nanofotoniikan, epälineaarisen optiikan, laserteknologian, topologisen fotoniikan ja kvanttifysiikan aloilla.
