科學(xué)家在開發(fā)超寬帶白激光源方面取得了重大進(jìn)展，覆蓋了從紫外到遠(yuǎn)紅外的寬光譜。這些激光器在大型成像、飛秒化學(xué)、電信、激光光譜學(xué)、傳感和超快科學(xué)等不同領(lǐng)域都有應(yīng)用。

然而，這種追求面臨著挑戰(zhàn)，特別是在選擇合適的非線性介質(zhì)方面。傳統(tǒng)的固體材料雖然高效，但在高峰值功率條件下容易受到光學(xué)損傷。氣體介質(zhì)雖然具有抗損傷性，但通常效率低且技術(shù)復(fù)雜。

華南理工大學(xué)的研究人員最近采取了非傳統(tǒng)措施，將水作為非線性介質(zhì)。水不僅豐富且廉價(jià)，即使在高功率激光的影響下，水也不會(huì)受到光學(xué)損傷。據(jù)Advanced Photonics Nexus報(bào)道，水誘導(dǎo)的光譜展寬涉及增強(qiáng)的自相位調(diào)制和受激拉曼散射，從而產(chǎn)生具有435 nm 10 dB帶寬的超連續(xù)白激光，覆蓋令人印象深刻的478-913 nm范圍。

圖片:water-as-a-nonlinear-m.jpg

強(qiáng)烈的白光激光投射出絢麗的彩虹

為了進(jìn)一步創(chuàng)新，研究人員將水與啁啾周期極化鈮酸鋰（CPPLN）晶體結(jié)合在一起，這種晶體以其強(qiáng)大的二階非線性功率而聞名。這種合作關(guān)系不僅擴(kuò)大了超連續(xù)白激光的頻率范圍，還使其輸出光譜變平。

據(jù)相應(yīng)的資深作者Zhi-Yuan Li教授介紹，“級(jí)聯(lián)水-CPPLN模塊為實(shí)現(xiàn)具有強(qiáng)脈沖能量、高光譜平坦度和超寬帶寬的‘三高’白光激光器提供了一條壽命長、穩(wěn)定性高、成本低的技術(shù)路線�！�

這項(xiàng)水-CPPLN合作的成果前景廣闊。該超寬帶超連續(xù)譜光源的脈沖能量為0.6 mJ，10 dB帶寬跨越一個(gè)倍頻程（413-907 nm），在超快光譜和高光譜成像方面具有潛力。

Li說：“它通過極高的光譜帶寬，在物理、化學(xué)和生物過程中提供高分辨率，具有高信噪比。它開辟了一條高效途徑，可以創(chuàng)造出具有強(qiáng)脈沖能量、高光譜平坦度和超寬帶的高壽命、高穩(wěn)定性和廉價(jià)的白光激光，為科學(xué)研究和應(yīng)用中的新可能性鋪平了道路。”

相關(guān)鏈接：https://phys.org/news/2024-01-team-nonlinear-medium-ultra-broadband.html