Πρόσφατα, η ομάδα του καθηγητή Li Zhiyuan στο Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο της Νότιας Κίνας συνεργάστηκε με την ομάδα του ακαδημαϊκού Li Ruxin στο Ινστιτούτο Οπτικής και Μηχανικής της Σαγκάης, Κινεζική Ακαδημία Επιστημών. Πρότειναν με καινοτόμο τρόπο μια νέα στρατηγική που βασίζεται στην άντληση λέιζερ μεσαίου-femtosecond υπερύθρου-της προσέγγισης "συνεργιστικής μη γραμμικής μετατροπής συχνότητας προς τα πάνω/κάτω"-αναπτύσσοντας με επιτυχία μια πηγή λέιζερ παλμικού λευκού φωτός πλήρους-φάσματος. Αυτό το λέιζερ εκτείνεται σε επτά οκτάβες από 200 έως 25.000 nm, επιτυγχάνει ενέργεια παλμού 1 mJ και εμφανίζει φασματική επιπεδότητα 17 dB. με φασματική επιπεδότητα 17 dB. Τα ευρήματα δημοσιεύτηκαν στο κορυφαίο διεθνές περιοδικό οπτικής-Light: Science & Applications.
Από τις μεταβάσεις ηλεκτρονίων μέσα στα άτομα έως τις μοριακές δονήσεις μεταξύ των ατόμων και τις δονήσεις του στερεού πλέγματος, ποικίλες μικροσκοπικές διεργασίες εκτείνονται σε χαρακτηριστικές ζώνες που κυμαίνονται από το βαθύ υπεριώδες έως το μακρινό-υπέρυθρο. Για περισσότερα από 60 χρόνια από την εφεύρεση των λέιζερ, οι επιστήμονες επιδίωκαν μια πηγή λέιζερ ικανή να καλύψει ολόκληρο το φάσμα για να παρατηρήσουν ταυτόχρονα αυτές τις μικροδιεργασίες με πολύ διαφορετικές ενεργειακές κλίμακες. Ωστόσο, οι παραδοσιακές πηγές λέιζερ υποφέρουν από περιορισμούς όπως στενό εύρος ζώνης, ανεπαρκής ενέργεια ή χαμηλή φασματική επιπεδότητα, αποτυγχάνοντας να ικανοποιήσουν ταυτόχρονα τις αυστηρές απαιτήσεις της ευρείας φασματικής κάλυψης, της υψηλής έντασης παλμού και της υψηλής φασματικής επιπεδότητας.
Η πηγή λέιζερ λευκού φωτός πλήρους-φάσματος που προτείνεται σε αυτήν τη μελέτη ξεπερνά αυτούς τους περιορισμούς. Είναι έτοιμη να πρωτοστατήσει σε ένα νέο παράδειγμα στη φασματοσκοπία λέιζερ-«πλήρους-φάσματος μίας πηγής-μιας πηγής, σύγχρονο στιγμιότυπο"-και να ανοίξει νέα σύνορα σε φασματοσκοπία υψηλής-ταχύτητας και φασματοσκοπία{{7}αντλίας υπεργρήγορα. Αυτή η ανακάλυψη υπόσχεται τεράστια υποσχέσεις για θεμελιώδη έρευνα στη φυσική, τη χημεία, την επιστήμη των υλικών και τη βιολογία, καθώς και για εφαρμογές στη βιοϊατρική απεικόνιση, την περιβαλλοντική παρακολούθηση και τη βιομηχανική επιθεώρηση.
Μη γραμμική συχνότητα προς τα επάνω- και προς τα κάτω-Η συνέργεια μετατροπής επιτρέπει υψηλή-απόδοση σε βάθος-UV έως πολύ{4}}IR Full-Λευκό φάσμα-Ελαφρύ λέιζερ
Αυτό το λευκό-σύστημα λέιζερ φωτός χρησιμοποιεί ένα μεσαίο-λέιζερ υπερύθρων 3,9μm ως πηγή γεφύρωσης. Μέσω της μετατροπής προς τα πάνω, το όριο-μικρού μήκους κύματος επεκτείνεται στην περιοχή βάθους-υπεριώδους των 200 nm, ενώ η μετατροπή προς τα κάτω επεκτείνει το μακρό-όριο μήκους κύματος στη ζώνη υπερύθρων των 25 μm μακριά{11}. Ο πρωτοποριακά σχεδιασμένος κρύσταλλος κελαηδίσματος-περιοδικού-πολωμένου νιοβικού λιθίου (CPPLN) της ομάδας παράγει ταυτόχρονα αρμονικές 2ης έως 12ης-τάξης. Η μονάδα upconversion επιτυγχάνει απόδοση μετατροπής 40% με ενέργεια εξόδου 1,45 mJ. Η μονάδα downconversion, που διαθέτει μια κλιμακωτή κρυσταλλική αρχιτεκτονική LN-AGSe, επιτυγχάνει απόδοση μετατροπής 18% με ενέργεια εξόδου 0,75 mJ. Οι συνολικές τεχνικές προδιαγραφές ξεπερνούν σημαντικά αυτές των συγκρίσιμων συστημάτων λέιζερ υπερσυνέχειας.
Η ένταση της δέσμης φωτονίων του συστήματος ξεπερνά τις εγκαταστάσεις ακτινοβολίας σύγχροτρον κατά 7-8 τάξεις μεγέθους, επιτρέποντας την ταυτόχρονη ανίχνευση πέντε φυσικοχημικών διεργασιών σε διακριτές ενεργειακές κλίμακες-βαθιές ηλεκτρονικές μεταβάσεις υπεριώδους, ηλεκτρονικές διεγέρσεις ορατού φωτός, ηλεκτρονικές διεγέρσεις ορατού φωτός, εγγύς{{3}υπερύθρου και υπέρυθρη ακτινοβολία μακρινές-δονήσεις υπέρυθρου πλέγματος-χρησιμοποιώντας μία μόνο δέσμη λέιζερ ή παλμό.
Ο Χονγκ Λιχόνγκ, ένας μεταδιδακτορικός ερευνητής που εκπαιδεύτηκε από κοινού από το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο της Νότιας Κίνας και το Ινστιτούτο Οπτικής και Μηχανικής της Σαγκάης, Κινεζική Ακαδημία Επιστημών, είναι ο πρώτος συγγραφέας της εργασίας. Ο Li Zhiyuan, Καθηγητής στη Σχολή Φυσικής και Οπτοηλεκτρονικής του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου της Νότιας Κίνας και ο ακαδημαϊκός Li Ruxin της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών είναι οι συν-αντίστοιχοι συγγραφείς. Ο καθηγητής Li Zhiyuan ασχολείται εδώ και καιρό με θεωρητική, πειραματική και εφαρμοσμένη έρευνα στη μικρο-νανο φωτονική, τη μη γραμμική οπτική, την τεχνολογία λέιζερ, την τοπολογική φωτονική και την κβαντική φυσική.
