Вода излучает суперконтинуальный белый лазерный свет широкого спектра с впечатляющим диапазоном длин волн. Исследователи добились значительного прогресса в создании сверхширокополосных лазерных источников белого света, охватывающих широкий диапазон длин волн — от ультрафиолетового до дальнего инфракрасного. Эти передовые лазеры используются в различных областях, включая широкую визуализацию, микрохимию, телекоммуникации, лазерную спектроскопию, зондирование и сверхбыструю науку.

Экспериментальные фотографии, сделанные командой Хун Лихуна из Южно-Китайского технологического университета, показывают, что мощный лазер белого света проецирует яркую радугу. Источник изображения: Л.Хонг и др., Южно-Китайский технологический университет.

Однако это стремление сталкивается с трудностями, особенно при выборе подходящей нелинейной среды. Хотя традиционные твердые материалы высокоэффективны, они склонны к фотоповреждениям в условиях пиковой мощности. Хотя газообразные среды нелегко повредить, они, как правило, страдают от низкой эффективности и технической сложности.

Исследователи из Южно-Китайского технологического университета недавно сделали нетрадиционный шаг и рассмотрели воду как нелинейную среду. Водные ресурсы богаты, а цена низкая. Даже под действием мощного лазера он не повредит оптику. Как сообщается в журнале с открытым доступом Advanced Photonics Nexus, вызванное водой расширение спектра включает усиленную автофазовую модуляцию и стимулированное комбинационное рассеяние, в результате чего получается суперконтинуальный лазер белого света с полосой пропускания 10 дБ 435 нанометров, охватывающий впечатляющий диапазон 478-913 нанометров.

В качестве еще одного новшества исследователи объединили воду с кристаллами ниобата лития с чирпированной периодической поляризацией (CPPLN), которые известны своей мощной нелинейной силой второго порядка. Это сотрудничество не только расширяет частотный диапазон суперконтинуального лазера белого света, но и делает его выходной спектр более плоским. По словам соответствующего автора, профессора Ли Чжиюаня: «Каскадный модуль воды-CPPLN обеспечивает долговечный, высокостабильный и недорогой технический путь для реализации лазера белого света «трех уровней» с сильной энергией импульса, высокой спектральной плоскостностью и сверхширокой полосой пропускания».

Результаты этого проекта сотрудничества между водными ресурсами и CPPLN являются многообещающими. Этот сверхширокополосный источник света суперконтинуума имеет энергию импульса 0,6 мДж и ширину полосы пропускания 10 дБ в одной октаве (413–907 нм) и имеет потенциал для сверхбыстрой спектроскопии и гиперспектральной визуализации.

Ли Чжиюань отметил: «Он может обеспечить высокое разрешение физических, химических и биологических процессов с высоким соотношением сигнал/шум в экстремальной спектральной полосе пропускания. Это открывает эффективный путь создания долговечных, высокостабильных и дешевых белых лазеров с сильной энергией импульса, высокой спектральной плоскостностью и сверхширокой полосой пропускания, открывая путь к новым возможностям в научных исследованиях и приложениях».

Источник составления: ScitechDaily.