Наскоро екипът на професор Li Zhiyuan от Южнокитайския технологичен университет си сътрудничи с екипа на академик Li Ruxin от Шанхайския институт по оптика и механика, Китайската академия на науките. Те новаторски предложиха нова стратегия, базирана на средно{1}}инфрачервено фемтосекундно лазерно изпомпване-подхода „синергично нелинейно честотно преобразуване нагоре/надолу“-успешно разработване на пълен-спектър бял светлинен импулсен лазерен източник. Този лазер обхваща седем октави от 200 до 25 000 nm, постига импулсна енергия от 1 mJ и показва спектрална плоскост от 17 dB. със спектрална плоскост от 17 dB. Констатациите бяха публикувани в-висококласното международно оптично списание Light: Science & Applications.
От преходи на електрони в атомите до молекулярни вибрации между атомите и вибрации на твърда решетка, различни микроскопични процеси обхващат характерни ленти, вариращи от дълбоки ултравиолетови до далечни -инфрачервени лъчи. В продължение на повече от 60 години от изобретяването на лазерите учените преследват лазерен източник, способен да покрие целия спектър, за да наблюдава едновременно тези микропроцеси с много различни енергийни скали. Традиционните лазерни източници обаче страдат от ограничения като тясна спектрална честотна лента, недостатъчна енергия или ниска спектрална плоскост, като не успяват едновременно да отговорят на строгите изисквания за широко спектрално покритие, висок интензитет на импулса и висока спектрална плоскост.
Лазерният източник на бяла светлина с пълен{0}}спектър, предложен в това проучване, преодолява тези ограничения. Той е готов да въведе нова парадигма в лазерната спектроскопия-"един-източник на пълен-спектър, синхронна моментна снимка"-и да отвори нови граници във високо-скоростната спектрография и ултрабързата спектроскопия-на помпата. Този пробив има огромно обещание за фундаментални изследвания във физиката, химията, науката за материалите и биологията, както и за приложения в биомедицинските изображения, мониторинга на околната среда и индустриалната инспекция.
Нелинейната честота нагоре{0}} и надолу-Синергията на преобразуване позволява висока-производителност на дълбок-UV до далеч-IR пълен-спектър на бял-светлинен лазер
Тази лазерна система с бяла{0}}светлина използва 3,9 μm среден{2}}инфрачервен лазер като свързващ източник. Чрез преобразуване-нагоре късата{5}}граница на дължина на вълната се разширява до 200nm дълбок-ултравиолетов регион, докато преобразуването-надолу разширява границата на дълга-дължина на вълната до 25 μm далечна{11}}инфрачервена лента. Иновативно проектираният чирп-периодичен-поляризиран литиев ниобат (CPPLN) кристал на екипа генерира едновременно хармоници от 2-ри до 12-ти-ред. Модулът за преобразуване нагоре постига 40% ефективност на преобразуване с 1,45 mJ изходна енергия. Модулът за понижаващо преобразуване, включващ каскадна LN{22}}AGSe кристална архитектура, постига 18% ефективност на преобразуване с 0,75 mJ изходна енергия. Общите технически спецификации значително надминават тези на сравними суперконтинуални лазерни системи.
Интензитетът на фотонния лъч на системата превъзхожда съоръженията за синхротронно излъчване със 7-8 порядъка по величина, позволявайки едновременно откриване на пет физикохимични процеса в различни енергийни скали-дълбоки ултравиолетови електронни преходи, електронни възбуждания на видима светлина, близки-инфрачервени и средни-инфрачервени молекулярни вибрации и далеко-инфрачервени вибрации на решетката - използвайки единичен лазерен лъч или импулс.
Хонг Лихонг, постдокторантски изследовател, обучен съвместно от Южнокитайския технологичен университет и Шанхайския институт по оптика и механика, Китайската академия на науките, е първият автор на статията. Ли Джиюан, професор в Училището по физика и оптоелектроника, Южнокитайския технологичен университет, и академик Ли Русин от Китайската академия на науките са съ-кореспондентските автори. Професор Li Zhiyuan отдавна се занимава с теоретични, експериментални и приложни изследвания в областта на микро-нано фотониката, нелинейната оптика, лазерната технология, топологичната фотоника и квантовата физика.
