최근 남중국 공과대학 Li Zhiyuan 교수 팀은 중국과학원 상하이 광학 및 기계 연구소의 Li Ruxin 학자 팀과 협력했습니다. 그들은 중-적외선 펨토초 레이저 펌핑-'시너지 비선형 주파수 상향/하향 변환' 접근 방식을 기반으로 하는 새로운 전략을 혁신적으로 제안하여{3}}완전한-스펙트럼 백색광 펄스 레이저 소스를 성공적으로 개발했습니다. 이 레이저는 200~25,000nm의 7옥타브에 걸쳐 있으며 1mJ의 펄스 에너지를 달성하고 17dB의 스펙트럼 평탄도를 나타냅니다. 스펙트럼 평탄도는 17dB입니다. 이번 연구 결과는{14}}최고 수준의 국제 광학 저널인 Light: Science & Application에 게재되었습니다.
원자 내 전자 전이부터 원자 간 분자 진동, 고체 격자 진동까지 다양한 미세한 과정이 심자외선부터 원적외선까지의 특성 대역에 걸쳐 있습니다.{0}} 레이저가 발명된 이후 60년 넘게 과학자들은 매우 다른 에너지 규모로 이러한 마이크로 프로세스를 동시에 관찰하기 위해 전체 스펙트럼을 포괄할 수 있는 레이저 소스를 추구해 왔습니다. 그러나 기존 레이저 소스는 좁은 스펙트럼 대역폭, 불충분한 에너지 또는 낮은 스펙트럼 평탄도와 같은 제한 사항으로 인해 넓은 스펙트럼 범위, 높은 펄스 강도 및 높은 스펙트럼 평탄도라는 엄격한 요구 사항을 동시에 충족하지 못합니다.
본 연구에서 제안된 전체{0}}스펙트럼 백색광 레이저 광원은 이러한 한계를 극복했습니다. 레이저 분광학-"단일-소스 전체-스펙트럼, 동기식 스냅샷"-의 새로운 패러다임을 개척하고 고속 분광학 및 펌프-프로브 초고속 분광학의 새로운 지평을 열 준비가 되어 있습니다. 이 획기적인 발전은 물리학, 화학, 재료과학, 생물학의 기초 연구는 물론 생체의학 영상, 환경 모니터링, 산업 검사 분야의 응용 분야에 대한 광범위한 가능성을 제시합니다.
비선형 주파수 상승- 및 하강-변환 시너지로 높은-성능 심부-자외선부터 원거리까지-IR 전체-스펙트럼 백색-광 레이저 구현
이 백색광-레이저 시스템은 3.9μm 중-적외선 레이저를 브리징 소스로 사용합니다. 상향-변환을 통해 단-파장 경계는 200nm 깊이의-자외선 영역까지 확장되고, 하향-변환은 장파장 경계를 25μm 원적외선 대역까지-확장합니다. 팀의 혁신적으로 설계된 처프-주기적-편극 니오브산 리튬(CPPLN) 수정은 2차~12차-차 고조파를 동시에 생성합니다. 업컨버전 모듈은 1.45mJ 출력 에너지로 40% 변환 효율을 달성합니다. 계단식 LN-AGSe 크리스털 아키텍처를 특징으로 하는 하향 변환 모듈은 0.75mJ 출력 에너지로 18% 변환 효율을 달성합니다. 전반적인 기술 사양은 유사한 초연속 레이저 시스템의 사양을 훨씬 능가합니다.
시스템의 광자 빔 강도는 싱크로트론 방사선 시설을 7-8자릿수 능가하여 단일 레이저 빔 또는 펄스를 사용하여 서로 다른 에너지 규모-심자외선 전자 전이, 가시광선 전자 여기, 근-적외선 및 중-적외선 분자 진동, 원-적외선 격자 진동에 걸쳐 5가지 물리화학적 과정을 동시에 감지할 수 있습니다.
이 논문의 제1저자는 남중국공과대학교와 중국과학원 상하이광학기계연구소가 공동으로 훈련한 박사후 연구원 홍리홍(Hong Lihong)이다. Li Zhiyuan, 남중국 공과대학 물리학 및 광전자공학부 교수와 중국과학원 Li Ruxin 학자가 공동 교신저자입니다.- Li Zhiyuan 교수는 마이크로-나노 포토닉스, 비선형 광학, 레이저 기술, 위상학적 포토닉스 및 양자 물리학 분야의 이론, 실험 및 응용 연구에 오랫동안 참여해 왔습니다.
