研究人員使用兩階非線性頻率轉(zhuǎn)換將中紅外激光轉(zhuǎn)換為黃光激光，黃光激光可以從570nm調(diào)諧到596nm。這個(gè)波長(zhǎng)范圍適用于各種應(yīng)用。

這是一種新型的緊湊、超高速、高功率黃色激光器。這種可調(diào)諧激光器具有優(yōu)良的光束質(zhì)量，有助于滿足對(duì)發(fā)射超快光脈沖的實(shí)用黃色光源的需求。

來(lái)自印度物理研究實(shí)驗(yàn)室的光子科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的研究小組成員Anirban Ghosh說(shuō)：“黃橙色的光譜范圍可以被血液中的血紅蛋白高度吸收，使得具有這些波長(zhǎng)的激光對(duì)生物醫(yī)學(xué)、皮膚病治療和眼科手術(shù)等特別有用。一種飛秒、可調(diào)諧的黃色激光光源有朝一日可能會(huì)提供更少熱損傷、更具選擇性的醫(yī)療治療手段�！�

在光學(xué)學(xué)會(huì)（OSA）期刊《光學(xué)快報(bào)Optics Letters》上，由Goutam K.Samanta領(lǐng)導(dǎo)的研究人員描述了他們?nèi)绾卫�用一種被稱為非線性頻率轉(zhuǎn)換的光學(xué)現(xiàn)象，將中紅外激光轉(zhuǎn)換為黃光，黃光可以從570 nm調(diào)諧到596 nm。

“我們?cè)谝粋�(gè)相當(dāng)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)配置中展示了一種強(qiáng)勁、高功率、超高速、可調(diào)的黃色輻射，”Ghosh說(shuō)，“除了生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，這還是全彩視頻投影的一個(gè)受追捧的波長(zhǎng)范圍，可用于各種光譜應(yīng)用。”

制造更好的黃色激光器

盡管研究表明，黃色光譜范圍內(nèi)的激光發(fā)射對(duì)于各種醫(yī)療來(lái)說(shuō)都是最理想的，但是這種波長(zhǎng)通常是用體積大、效率低的銅蒸氣激光器、染料激光器和光學(xué)參量振蕩器產(chǎn)生的。這些光源已成功地應(yīng)用于各種應(yīng)用，但它們存在一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)，如平均功率低、缺乏良好的空間光束輪廓、波長(zhǎng)可調(diào)性有限或沒(méi)有、輸出脈沖寬。

“飛秒激光對(duì)許多應(yīng)用很重要，因?yàn)樗鼈冊(cè)诙虝r(shí)間內(nèi)發(fā)射大量光子，以提供非常高的強(qiáng)度和極高的精度，而不會(huì)造成任何熱損傷，”Ghosh說(shuō)，“然而，目前還沒(méi)有商用飛秒黃色激光器能夠提供應(yīng)用所需的所有參數(shù)，從而從這一波長(zhǎng)范圍中獲益。”

為了在一個(gè)單一的實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)中解決這些局限性，研究人員使用了最近開(kāi)發(fā)的超快固態(tài)Cr2+：ZnS激光器，并在中紅外范圍內(nèi)發(fā)射，同時(shí)采用兩級(jí)倍頻過(guò)程。超快激光倍頻不是一個(gè)容易的過(guò)程，它需要識(shí)別出合適的晶體，才能產(chǎn)生具有所需特性的高質(zhì)量激光輸出。

“我們?cè)趦煞N不同的非線性晶體中，將峰值波長(zhǎng)為2360nm的超快中紅外激光器頻率加倍，并使用任何標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)實(shí)驗(yàn)室中可用的簡(jiǎn)單光學(xué)元件來(lái)實(shí)現(xiàn)高功率、可調(diào)諧、超快黃色激光源，”Ghosh說(shuō)，“作為副產(chǎn)品，我們的光源提供可調(diào)諧的超快近紅外輻射，其平均功率可用于各個(gè)領(lǐng)域，包括光譜學(xué)、材料加工和成像�！�

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該激光器能以80mhz的重復(fù)頻率、130個(gè)飛秒脈沖提供1w以上的最大輸出平均功率，具有良好的空間光束輪廓。研究人員還觀察到了長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)出色的功率穩(wěn)定性。

研究人員計(jì)劃進(jìn)一步提高激光器的脈沖寬度、效率和緊湊性。他們還致力于優(yōu)化激光器，使其能夠在室溫下工作，使其更適合長(zhǎng)期使用。

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