Baru-baru ini, tim Profesor Li Zhiyuan di South China University of Technology berkolaborasi dengan tim Akademisi Li Ruxin di Institut Optik dan Mekanika Shanghai, Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok. Mereka secara inovatif mengusulkan strategi baru berdasarkan-pemompaan laser femtodetik inframerah-pendekatan "konversi naik/turun frekuensi nonlinier sinergis"-yang berhasil mengembangkan sumber laser berdenyut cahaya putih-spektrum penuh. Laser ini menjangkau tujuh oktaf dari 200 hingga 25.000 nm, mencapai energi pulsa sebesar 1 mJ, dan menunjukkan kerataan spektral sebesar 17 dB. dengan kerataan spektral 17 dB. Temuan ini dipublikasikan di jurnal optik internasional terkemuka Light: Science & Applications.
Mulai dari transisi elektron dalam atom hingga getaran molekul antar atom dan getaran kisi padat, beragam proses mikroskopis mencakup rentang karakteristik mulai dari ultraviolet dalam hingga inframerah{0}}jauh. Selama lebih dari 60 tahun sejak penemuan laser, para ilmuwan telah mencari sumber laser yang mampu mencakup seluruh spektrum untuk mengamati mikroproses ini secara bersamaan dengan skala energi yang sangat berbeda. Namun, sumber laser tradisional memiliki keterbatasan seperti bandwidth spektral yang sempit, energi yang tidak mencukupi, atau kerataan spektral yang rendah, sehingga gagal memenuhi persyaratan ketat untuk cakupan spektral yang luas, intensitas pulsa yang tinggi, dan kerataan spektral yang tinggi secara bersamaan.
Sumber laser cahaya putih{0}}spektrum penuh yang diusulkan dalam penelitian ini mengatasi keterbatasan ini. Perusahaan ini siap untuk mempelopori paradigma baru dalam spektroskopi laser-"spektroskopi-sumber penuh-tunggal, snapshot sinkron"-dan membuka batas baru dalam-spektrografi berkecepatan tinggi dan spektroskopi ultracepat probe-pompa. Terobosan ini memberikan harapan besar bagi penelitian mendasar di bidang fisika, kimia, ilmu material, dan biologi, serta untuk penerapan dalam pencitraan biomedis, pemantauan lingkungan, dan inspeksi industri.
Frekuensi Nonlinier Naik- dan Turun-Sinergi Konversi Memungkinkan-Performa Tinggi-UV hingga Jauh-IR Penuh-Spektrum Putih-Laser Cahaya
Sistem laser cahaya-putih ini menggunakan laser inframerah pertengahan 3,9μm sebagai sumber penghubung. Melalui konversi-naik, batas-panjang gelombang pendek diperluas hingga wilayah-ultraviolet sedalam 200nm, sedangkan-konversi turun memperluas batas-panjang gelombang panjang hingga pita inframerah jauh-25μm. Kristal lithium niobate (CPPLN) terpolarisasi-periodik-terpolarisasi yang dirancang secara inovatif dan secara bersamaan menghasilkan harmonik orde ke-2 hingga ke-12. Modul upconversion mencapai efisiensi konversi 40% dengan energi keluaran 1,45 mJ. Modul downconversion, yang dilengkapi arsitektur kristal LN-AGSe bertingkat, mencapai efisiensi konversi 18% dengan energi output 0,75 mJ. Spesifikasi teknis keseluruhan secara signifikan melampaui spesifikasi sistem laser supercontinuum yang sebanding.
Intensitas sinar foton sistem ini melampaui fasilitas radiasi sinkrotron sebesar 7-8 kali lipat, sehingga memungkinkan deteksi simultan lima proses fisikokimia pada skala energi yang berbeda-transisi elektronik ultraviolet dalam, eksitasi elektronik cahaya tampak, getaran molekuler-inframerah dekat dan inframerah tengah, dan-getaran kisi inframerah jauh-menggunakan sinar atau pulsa laser tunggal.
Hong Lihong, seorang peneliti pascadoktoral yang dilatih bersama oleh South China University of Technology dan Shanghai Institute of Optics and Mechanics, Chinese Academy of Sciences, adalah penulis pertama makalah ini. Li Zhiyuan, Profesor di Fakultas Fisika dan Optoelektronik, Universitas Teknologi Tiongkok Selatan, dan Akademisi Li Ruxin dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok adalah-penulis yang berkorespondensi. Profesor Li Zhiyuan telah lama terlibat dalam penelitian teoretis, eksperimental, dan terapan di bidang fotonik mikro-nano, optik nonlinier, teknologi laser, fotonik topologi, dan fisika kuantum.
