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亚博2021最新版网址-一种将激光调谐到红外波长的新方法

作者:亚博2021最新版网址 发布时间:2021-09-22

来自加拿年夜国度科学研究院(INRS)的研究人员发现了一种经济有用的方式,可以将激光的光谱调谐到红外波段,而红外波段是很多激光利用范畴的一个很是有趣的波段。研究人员与奥地利和俄罗斯的研究小组合作开辟了这项立异,这项发现现已预备申请专利。他们的研究成果比来颁发在光学学会(OSA)的旗舰期刊Optica杂志上。

在这一研究范畴,假如激光波长位在并可能在红外区域可调谐,很多激光利用都具有决议性的优势。但是,今朝的超快激光手艺还很难做到这一点,科学家需要摸索各类非线性进程来改变发射波长。特殊是,光参量放年夜器(OPA)是今朝独一一个成熟的东西来到达这个红外窗口。固然OPA系统供给普遍的可调性,但它们很复杂,凡是由多个阶段构成,并且相当昂贵。

LucaRazzari传授的团队与RobertoMorandotti传授合作,已证实了年夜波长可调性也能够经由过程一个简单而便宜的系统实现:一个布满氮气的空心(毛细管)光纤。另外,这类方式可以供给比输入激光更短的光脉冲,而且具有较高的空间质量。研究人员还受益在INRS在这一范畴的专业常识,由于用在拉伸和固定此类纤维的非凡装备系统,近期才市场化。

激光光脉冲(蓝色)从左边进入布满氮气(红色份子)的空心光纤中,沿着传布标的目的,会使光谱向更长波长的标的目的展宽,好比会有橙色的输出光束(右)。这一非线性现象是由激光场下气体份子扭转的拉曼效应引发的。

不合错误称光谱展宽

凡是,空心光纤中填充一种单原子气体,如氩,以便对称地拓宽激光的光谱,然后将其从头紧缩成一个更短的光脉冲。研究小组发现,经由过程利用氮等份子气体,光谱展宽依然是可能的,但体例出乎料想。

“光谱并没有对称地传布,而是较着地转向了能量较低的红外波长。这类频率偏移是与气体份子扭转相干的非线性响应的成果,是以,可以经由过程改变光纤中的气体压力(即份子数目)来轻松节制,”RiccardoPiccoli博士注释说,他带领了Razzari团队的尝试。

一旦光束向红外线标的目的变宽,研究人员会过滤输出光谱,只保存感爱好的波段。操纵这类方式,能量以比输入旌旗灯号短三倍的脉冲传输到近红外光谱规模(其效力与OPAs相当),而无需任何复杂的装配或附加的脉冲后紧缩系统。

国际合作

“为了完成这项研究,INRS的科学家与奥地利和俄罗斯的同事一路完成了这项研究。”Razzari说:“在一次会议上,我们发现了我们两个小组不雅察到的现象有何等类似,我们聚集了我们的专业常识。”

以AndriusBaltuska传授和PaoloA.Carpeggiani博士为首的维也纳研究小组有一个与INRS互补的计谋。他们还利用了一种充氮的空心光纤,但他们没有过滤光谱,而是用可以或许调理展宽脉冲相位的反射镜和时紧缩光谱。“在这类环境下,红外线的整体偏移没有那末极端,可是最后的脉冲要短很多,强度也更高,完全合适阿秒和强场物理利用,”Carpeggiani博士说。

由AlekseiZheltikov传授带领的莫斯科团队致力在开辟一个理论模子来注释这些光学现象。经由过程将这三种方式连系起来,研究人员可以或许充实理解复杂的潜伏动力学,而且不但可以或许利用氮气实现极端红移,并且可以或许在红外规模内有用地进行脉冲紧缩。

国际团队认为,这类方式可以很好地知足激光和强场利用中对长波超快光源日趋增加的需求,起首将从基在新兴镱激光手艺的较廉价的工业级可调谐系统最先。

原文链接:https://phys.org/news/2020-10-method-tune-lasers-infrared-wavelengths.html