Nesen profesora Li Zhiyuan komanda Dienvidķīnas Tehnoloģiju universitātē sadarbojās ar akadēmiķa Li Ruxin komandu Ķīnas Zinātņu akadēmijas Šanhajas Optikas un mehānikas institūtā. Viņi inovatīvi ierosināja jaunu stratēģiju, kas balstīta uz vidējas -infrasarkanās femtosekundes lāzera sūknēšanu-"sinerģisko nelineārās frekvences augšup/uz leju konversijas" pieeju-, veiksmīgi izstrādājot pilna-spektra baltās gaismas impulsa lāzera avotu. Šis lāzers aptver septiņas oktāvas no 200 līdz 25 000 nm, sasniedz 1 mJ impulsa enerģiju un uzrāda 17 dB spektrālo plakanumu. ar spektrālo plakanumu 17 dB. Rezultāti tika publicēti augstākā līmeņa{14}}starptautiskajā optikas žurnālā Light: Science & Applications.
No elektronu pārejām atomos līdz molekulārām vibrācijām starp atomiem un cieto režģu vibrācijām, dažādi mikroskopiski procesi aptver raksturīgās joslas, sākot no dziļa ultravioletā starojuma līdz tālu -infrasarkanajam staram. Vairāk nekā 60 gadus kopš lāzeru izgudrošanas zinātnieki ir meklējuši lāzera avotu, kas spēj aptvert visu spektru, lai vienlaikus novērotu šos mikroprocesus ar ļoti atšķirīgām enerģijas skalām. Tomēr tradicionālie lāzera avoti cieš no tādiem ierobežojumiem kā šaurs spektra joslas platums, nepietiekama enerģija vai zems spektra līdzenums, kas vienlaikus neatbilst stingrām prasībām attiecībā uz plašu spektra pārklājumu, augstu impulsa intensitāti un augstu spektra plakanumu.
Šajā pētījumā piedāvātais pilna spektra-baltās gaismas lāzera avots pārvar šos ierobežojumus. Tas ir gatavs radīt jaunu paradigmu lāzera spektroskopijā-"viena-avota pilna-spektra, sinhronā momentuzņēmuma"-un atvērt jaunas robežas ātrgaitas-spektrogrāfijas un sūkņu- ultraātrās spektroskopijas jomā. Šim sasniegumam ir milzīgs solījums fundamentālajiem pētījumiem fizikā, ķīmijā, materiālu zinātnē un bioloģijā, kā arī lietojumiem biomedicīnas attēlveidošanā, vides uzraudzībā un rūpnieciskajā pārbaudē.
Nelineāra frekvences augšup- un lejup-reklāmguvumu sinerģija nodrošina augstas-veiktspējas dziļu-UV uz tālu{4}}IR pilnu-spektra balto-gaismo lāzeru
Šajā baltā{0}}gaismas lāzera sistēmā kā savienojuma avots tiek izmantots 3,9 μm vidējais-infrasarkanais lāzers. Veicot augšup-pārveidošanu, īsā viļņa garuma robeža tiek paplašināta līdz 200 nm dziļajam-ultravioletajam reģionam, savukārt lejupe{8}}pārvēršana pagarina garo-viļņu garuma robežu līdz 25 μm tālu{11}infrasarkanajai joslai. Komandas inovatīvi izstrādātais čirkstošais-periodiskais-polarizētais litija niobāta (CPPLN) kristāls vienlaikus ģenerē 2. līdz 12. kārtas harmonikas. Upconversion modulis sasniedz 40% konversijas efektivitāti ar 1,45 mJ izejas enerģiju. Lejupvērstas pārveidošanas modulis ar kaskādes LN-AGSe kristāla arhitektūru nodrošina 18% konversijas efektivitāti ar 0,75 mJ izejas enerģiju. Kopējās tehniskās specifikācijas ievērojami pārsniedz salīdzināmo superkontinuuma lāzersistēmu specifikācijas.
Sistēmas fotonu staru intensitāte pārsniedz sinhrotronu starojuma iekārtas par 7-8 pakāpēm, ļaujot vienlaicīgi noteikt piecus fizikāli ķīmiskos procesus dažādās enerģijas skalās-dziļās ultravioletās elektroniskās pārejas, redzamās gaismas elektroniskās ierosmes, tuvās-infrasarkanās un vidējās {}infrasarkanās vibrācijas, {{4}{4}{4} režģa vibrācijas - izmantojot vienu lāzera staru vai impulsu.
Hong Lihong, pēcdoktorantūras pētnieks, kuru kopīgi apmācīja Dienvidķīnas Tehnoloģiju universitāte un Šanhajas Optikas un mehānikas institūts, Ķīnas Zinātņu akadēmija, ir pirmais šī raksta autors. Li Zhiyuan, Dienvidķīnas Tehnoloģiju universitātes Fizikas un optoelektronikas skolas profesors un Ķīnas Zinātņu akadēmijas akadēmiķis Li Ruksins ir līdz{1}}korespondences autori. Profesors Li Džijuaņs jau sen ir nodarbojies ar teorētiskiem, eksperimentāliem un lietišķiem pētījumiem mikro-nanofotonikas, nelineārās optikas, lāzertehnoloģiju, topoloģiskās fotonikas un kvantu fizikas jomā.
