Nedavno je tim profesora Li Zhiyuana na Tehnološkom sveučilištu Južne Kine surađivao s timom akademika Li Ruxina na Šangajskom institutu za optiku i mehaniku Kineske akademije znanosti. Inovativno su predložili novu strategiju temeljenu na srednjem{1}}infracrvenom femtosekundnom laserskom pumpanju-pristupu "sinergističke nelinearne frekvencije gore/dolje"-uspješno razvijajući puni-spektar laserskog izvora bijelog svjetla. Ovaj laser obuhvaća sedam oktava od 200 do 25 000 nm, postiže energiju pulsa od 1 mJ i pokazuje spektralnu ravnost od 17 dB. sa spektralnom ravnošću od 17 dB. Nalazi su objavljeni u-najboljem međunarodnom časopisu o optici Light: Science & Applications.
Od prijelaza elektrona unutar atoma do molekularnih vibracija između atoma i vibracija čvrste rešetke, različiti mikroskopski procesi obuhvaćaju karakteristične trake u rasponu od dubokog ultraljubičastog do dalekog-infracrvenog. Više od 60 godina od izuma lasera, znanstvenici su tragali za laserskim izvorom koji bi mogao pokriti cijeli spektar kako bi istovremeno promatrali te mikroprocese s vrlo različitim energetskim skalama. Međutim, tradicionalni laserski izvori pate od ograničenja kao što su uska spektralna propusnost, nedovoljna energija ili niska spektralna ravnost, ne uspijevajući istovremeno ispuniti stroge zahtjeve široke spektralne pokrivenosti, visokog intenziteta pulsa i visoke spektralne ravnosti.
Laserski izvor bijelog svjetla punog{0}}spektra predložen u ovoj studiji nadilazi ta ograničenja. Spreman je uvesti novu paradigmu u laserskoj spektroskopiji-"jedan-izvor punog-spektra, sinkrona snimka"-i otvoriti nove granice u-brzinskoj spektrografiji i ultrabrzoj spektroskopiji pumpa-sonde. Ovo otkriće ima veliko obećanje za temeljna istraživanja u fizici, kemiji, znanosti o materijalima i biologiji, kao i za primjene u biomedicinskim slikama, nadzoru okoliša i industrijskoj inspekciji.
Nelinearna frekvencija gore{0}} i dolje-Sinergija pretvorbe omogućuje visok-učinak dubinskog-UV do dalekog-IR punog-spektra bijele-svjetlosti lasera
Ovaj laserski sustav s bijelim-svjetlom koristi 3,9 μm srednji{2}}infracrveni laser kao izvor premošćivanja. Putem-konverzije prema gore, granica kratke-valne duljine proširena je do 200nm dubine-ultraljubičastog područja, dok-konverzija prema dolje proširuje granicu duge-valne duljine do 25μm dalekog-infracrvenog pojasa. Inovativno dizajniran cvrkutasti-periodični-polarizirani kristal litij niobata (CPPLN) istovremeno generira harmonike 2. do 12.-reda. Modul pretvorbe naviše postiže učinkovitost pretvorbe od 40% s izlaznom energijom od 1,45 mJ. Modul pretvorbe prema dolje, s kaskadnom kristalnom arhitekturom LN-AGSe, postiže učinkovitost pretvorbe od 18% s izlaznom energijom od 0,75 mJ. Ukupne tehničke specifikacije značajno nadmašuju one usporedivih superkontinualnih laserskih sustava.
Intenzitet fotonskog snopa sustava nadmašuje sinkrotronsko zračenje za 7-8 redova veličine, omogućujući istovremeno otkrivanje pet fizikalno-kemijskih procesa na različitim energetskim skalama-dubokih ultraljubičastih elektroničkih prijelaza, elektroničkih pobuđenja vidljive svjetlosti, bliskih-infracrvenih i srednjih-infracrvenih molekularnih vibracija, i daleko-infracrvene vibracije rešetke-upotrebom jedne laserske zrake ili pulsa.
Hong Lihong, postdoktorski istraživač kojeg su zajednički obučavali Tehnološko sveučilište Južne Kine i Šangajski institut za optiku i mehaniku Kineske akademije znanosti, prvi je autor rada. Li Zhiyuan, profesor na Fakultetu fizike i optoelektronike, Južnokinesko tehnološko sveučilište, i akademik Li Ruxin s Kineske akademije znanosti ko-su autori. Profesor Li Zhiyuan dugo se bavi teorijskim, eksperimentalnim i primijenjenim istraživanjem mikro-nano fotonike, nelinearne optike, laserske tehnologije, topološke fotonike i kvantne fizike.
