Вчені розкривають дивовижну силу води в лазерних розробках

Вода сприяє створенню білого лазера суперконтинууму широкого спектру, що охоплює вражаючий діапазон довжин хвиль. Дослідники досягли значного прогресу у створенні надширокосмугових білих лазерних джерел, які охоплюють широкий діапазон довжин хвиль від ультрафіолетового до далекого інфрачервоного. Ці передові лазери використовуються в різноманітних сферах, включаючи широку візуалізацію, фемтохімію, телекомунікації, лазерну спектроскопію, зондування та галузь надшвидких наук.

Однак пошуки стикаються з проблемами, зокрема у виборі відповідних нелінійних середовищ. Традиційні тверді матеріали, хоча й ефективні, схильні до оптичних пошкоджень в умовах високої пікової потужності. Газові середовища, хоч і стійкі до пошкоджень, зазвичай мають низьку ефективність і технічні складності.

Інноваційні рішення з водою як нелінійним середовищем

У нетрадиційний спосіб дослідники з Південно-Китайського технологічного університету нещодавно звернулися до води як нелінійного середовища. Рясна і недорога вода виявляється стійкою до оптичних пошкоджень навіть під впливом потужних лазерів. Як повідомляється в журналі Gold Open Access Advanced Photonics Nexus, індуковане водою спектральне розширення передбачає посилену самофазову модуляцію та стимульоване комбінаційне розсіювання, що призводить до створення суперконтинуального білого лазера з 435 нм 10 дБ, що охоплює вражаючий діапазон 478–913 нм.

Досягнення співпраці Water-CPPLN

Продовжуючи інновації, дослідники поєднали воду з кристалом ніобату літію з періодичним полюсом (CPPLN), відомим своєю міцною нелінійною потужністю другого порядку. Це партнерство не тільки розширило діапазон частот суперконтинуального білого лазера, але й зрівняло його вихідний спектр. За словами відповідного старшого автора професора Чжі-Юань Лі, «каскадний модуль вода–CPPLN забезпечує довговічність, стабільність і недорогий технічний шлях для реалізації «трьох висот» білого лазера з інтенсивною імпульсною енергією. , висока спектральна рівномірність і надширока смуга пропускання».

Результати цієї співпраці між водою та CPPLN є багатообіцяючими. З енергією імпульсу 0,6 мДж і смугою пропускання 10 дБ, що охоплює понад октаву (413–907 нм), це надширокосмугове джерело суперконтинууму має потенціал для надшвидкої спектроскопії та гіперспектрального зображення. Лі зауважує: «Він пропонує високу роздільну здатність у фізичних, хімічних і біологічних процесах в екстремальних спектральних діапазонах із високим співвідношенням сигнал/шум. Це відкриває ефективний шлях до створення довговічного, високостабільного та недорогого білого лазера з інтенсивною імпульсною енергією, високою рівномірністю спектра та надширокою смугою пропускання, що відкриває шлях для нових можливостей у наукових дослідженнях та застосуваннях».