脉冲能量更强、光谱更平整、超宽带宽！华南理工取得新突破

2024-02-22 09:29

近日，华南理工大学的研究人员在制造超宽带白光激光源方面取得了显著进展，其波长范围从紫外线到远红外线。该类型激光器被广泛应用于各种领域，包括广泛成像、毫微化学、电信、激光光谱学、传感和超快科学领域。

众所周知，要实现超宽谱白光激光光源，即真正意义上的白光激光，实际上面临着诸多挑战，尤其在选择合适的非线性介质方面。传统的固体材料虽然效率高，但在高峰值功率条件下容易造成光损伤。气体介质虽然不易损坏，但普遍存在效率低和技术复杂等问题。既然固体、气体都不合适，那液体是否可以呢？此次华南理工大学的研究团队正是利用水作为非线性介质的创新解决方案，实现了新的突破！

为什么选择水作为非线性介质？

将水作为非线性介质创新解决方案的原因，一方面在于水资源丰富，并且价格低廉；另一方面则是因为即使在高功率激光的作用下，也不会对光学造成破坏。正如此前曾说，水引起的光谱增宽涉及增强的自相位调制和受激拉曼散射，从而产生了一种超连续白光激光器，其435nm的10 dB带宽覆盖了令人印象深刻的478－913nm范围。

水＋CPPL晶体扩大超连续白光激光器频率范围

华南理工大学的研究人员将水与啁啾周期波尔铌酸锂（CPPLN）晶体相结合，该晶体以其强大的二阶非线性功率而著称。这种结合方式不仅扩大了超连续白光激光器的频率范围，还使其输出光谱更加平坦。

据李志远教授介绍：＂级联水－CPPLN模块为实现脉冲能量强、光谱平坦度高、带宽超宽的（三高）白光激光器提供了一条长寿命、高稳定、低成本的技术路线。

该项目成果有着极为广阔的前景。这种超宽带、超连续光源具有0．6mJ的脉冲能量和跨度超过一个倍频程（413–907nm）的10dB带宽，在超快光谱和高光谱成像方面具有巨大潜力。

同时研究人员发现：超宽带、超连续光源能在极端光谱带宽上以高信噪比提供物理、化学和生物过程的高分辨率。为制造具有强脉冲能量、高光谱平整度和超宽带宽的长寿命、高稳定性和廉价白光激光器，为科学研究和应用的新可能性铺平了道路。