Baru-baru ini, tim peneliti dari State Key Laboratory of Intense Field Laser Physics, Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery (SIPM), Chinese Academy of Sciences (CAS), telah mengusulkan metode yang secara signifikan meningkatkan stabilitas penunjuk femtodetik frekuensi tinggi. sumber cahaya putih filamen dan supercontinuum (SC), dan secara efektif menekan intensitas dan jitter penunjuk sinar pada generasi laser cahaya putih supercontinuum yang diinduksi filamen udara, untuk mengatasi hambatan filamen gas laser femtodetik frekuensi tinggi. Hasilnya dipublikasikan dalam makalah berjudul "Pembuatan cahaya superkontinuum yang stabil dan intens pada 1kHz oleh filamen laser femtosecond berbantuan medan listrik di udara". “Hasilnya dipublikasikan di Light: Science & Applications.
Laser superkontinuum yang menutupi pita panjang gelombang tampak disebut "laser cahaya putih" karena lebar spektralnya yang sangat lebar dan koherensinya yang baik. Ini banyak digunakan dalam pencitraan biomedis, spektroskopi sidik jari molekuler, tomografi koherensi optik, pembangkitan pulsa ultracepat yang dapat disetel, kompresi pulsa femtosecond, dan aplikasi lainnya. Laser cahaya putih biasanya dihasilkan dari bahan padat atau serat kristal fotonik, serat berongga, dll. Filamen gas laser berdenyut pendek menjadi dasar pembuatan sinar laser. Filamenasi gas laser pulsa pendek menyediakan rute bebas kerusakan material menuju pembangkitan laser cahaya putih, namun jitter titik yang disebabkan oleh akumulasi pulsa membatasi aplikasi pada frekuensi ulang yang tinggi. Dibatasi oleh ambang batas kerusakan bahan padat atau dipengaruhi oleh masalah self jitter dalam gas, sulit untuk mendapatkan transmisi stabil sumber laser cahaya putih berenergi tinggi dan frekuensi tinggi, dan ini juga merupakan masalah internasional yang mendesak di dunia. bidang pembangkitan sumber cahaya supercontinuum dan aplikasinya.
Gambar 1 (a) (b) Diagram skema pengaturan eksperimental. (c) (d) Gambar berwarna sebenarnya dari medan listrik tegangan tinggi DC tanpa beban dan beban pada filamen cahaya dan korona yang diinduksi oleh filamen cahaya. (e) (f) Titik cahaya depan yang sesuai.
Dalam studi ini, para peneliti menggunakan laser femtosecond frekuensi tinggi untuk menghasilkan sumber cahaya putih superkontinuum berenergi besar dengan membentuk filamen di udara, dan secara inovatif memuat filamen tersebut dengan medan listrik DC tegangan tinggi eksternal, yang memecahkan masalah tersebut. jitter filamen yang diinduksi secara termal di akar, berdasarkan prinsip menghambat peracikan plasma melalui medan listrik eksternal dan memperpanjang masa pakainya untuk mengurangi pengendapan panas akibat peracikan plasma pada saat pulsa laser berikutnya, sehingga berhasil mengurangi difusi termal yang disebabkan oleh difusi termal filamen, dan dengan demikian berhasil mengurangi difusi termal yang disebabkan oleh difusi termal filamen. Dengan cara ini, intensitas gangguan aliran udara yang disebabkan oleh difusi termal berhasil dikurangi. Selain itu, pelepasan korona yang diinduksi filamen cahaya yang dihasilkan oleh angin ion stabil juga dapat secara efektif mengatasi aliran udara turbulen filamen cahaya, hasil percobaan menunjukkan bahwa di bawah aksi medan listrik eksternal cahaya frekuensi tinggi (1 kHz) stabilitas penunjuk spasial cahaya putih super-kontinuum dan filamen depan dapat ditingkatkan setidaknya dua kali lipat, dan pada saat yang sama, stabilitas intensitas spektral sinar laser putih telah ditingkatkan secara signifikan, para peneliti menggunakan femtodetik 1 kHz / 6,54 mJ pulsa laser di Menggunakan pulsa laser femtosecond 1 kHz/6,54 mJ di udara, para peneliti berhasil memperoleh sumber cahaya putih spektrum superkontinuum stabil 3,55 mJ. Pekerjaan ini secara efektif memecahkan masalah internasional mengenai penunjukan dan jitter intensitas filamen gas laser femtosecond frekuensi tinggi, yang tidak hanya membuka jalan untuk menghasilkan sumber cahaya putih super-kontinuum frekuensi tinggi, stabil, dan berenergi besar di udara, tetapi juga memperluas peluang baru untuk aplikasi lain seperti sumber radiasi sekunder, pencitraan, dan pemrosesan mikro material berdasarkan filamen frekuensi tinggi.
SIPM telah membuat kemajuan signifikan dalam menghasilkan laser cahaya putih yang stabil dan berenergi tinggi di udara.
Gambar 2 (a) Standar deviasi laser cahaya putih spektrum superkontinum maju dan sudut penunjuk filamen (SDEV) pada 1 kHz sebagai fungsi dari tegangan tinggi yang diterapkan. (b) Sudut hamburan SDEV cahaya SC maju (b) dan filamen (c) pada tingkat pengulangan laser yang berbeda. (d) Variasi medan listrik efektif yang diterapkan pada filamen sebagai fungsi dari tegangan tinggi yang dibebani.
Gambar 3 (a) Perbandingan spektrum cahaya putih spektrum superkontinum maju dengan (FIL + 55 kV) dan tanpa (FIL) tegangan tinggi DC eksternal, dengan spektrum laser awal tak berfilamen (noFIL) sebagai referensi. (b) Rasio sinyal terhadap kebisingan (1 kHz) dari intensitas spektrum superkontinuum pada tegangan tinggi yang diterapkan berbeda. (c) Energi laser cahaya putih spektrum superkontinum sebagai fungsi energi laser pompa (panjang fokus lensa fokus adalah 1 m).
