Supercontinuum (SC) wit licht (het spectrum dat zich uitstrekt van de nabije ultraviolette tot de infrarode golflengten) heeft ultrasnelle laserspectroscopie ontwikkeld in de gecondenseerde materiewetenschap, biologie, natuurkunde en scheikunde. Vergeleken met de veelgebruikte fotonische kristalvezels en bulkmaterialen is femtoseconde-laserfilamentatie in gassen schade-immuun voor het genereren van SC.

De tijdschaal van thermische diffusie in een luchtgloeidraad in milliseconden leidt echter tot een vermindering van de luchtdichtheid bij de aankomst van de volgende laserpuls voor een kHz-herhalingslaser. Het thermische zelfactie-effect resulteert in aanzienlijke bundelrichting en intensiteitsschommelingen van de lasergloeidraad, wat leidt tot een uitdaging voor toepassingen die gebruik maken van kHz-gloeidraad en de bijbehorende SC-lichtbron.

In een nieuw artikel gepubliceerd in Light Science &Application heeft een team van wetenschappers, onder leiding van professor Tie-Jun Wang van het State Key Laboratory of High Field Laser Physics, het Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, de Chinese Academie van Wetenschappen, China en collega’s, een eenvoudige methode gedemonstreerd om zowel de straalrichting en intensiteitsstabiliteit van het door luchtfilamenten geïnduceerde SC-licht.

Dit werd bereikt door eenvoudigweg een extern elektrisch gelijkstroomveld aan te leggen op het plasmakanaal van de gloeidraad. Met het externe elektrische veld wordt plasmarecombinatie aanzienlijk onderdrukt, wat resulteert in minder thermische afzetting in de gloeidraadzone, samen met de overweldigde thermische jitter van de gloeidraad door het genereren van ionische wind van de elektrode.

Er werd gemeld dat de straalgerichte jitters van het 1 kHz door luchtfilamenten geïnduceerde SC-licht meer dan tweevoudig werden onderdrukt. De signaal-ruisverhouding van het SC-licht was ook aanzienlijk verbeterd. De wetenschappers zijn erin geslaagd een stabiele witte supercontinuümlichtbron met hoge intensiteit en hoge herhaling in de lucht te genereren.

Dit is van groot belang voor de toepassing van supercontinuüm wit licht en is ook erg belangrijk en nuttig voor op gloeidraden gebaseerde andere secundaire bronnen, zoals derde harmonische generatie, THz, luchtlasing en op gloeidraden gebaseerde beeldvorming en microbewerking van gecondenseerde materialen.

Meer informatie: Yaoxiang Liu et al., Stabiele, intense supercontinuümlichtopwekking bij 1 kHz door femtoseconde laserfilamentatie met elektrische velden in de lucht, Licht:wetenschap en toepassingen (2024). DOI:10.1038/s41377-023-01364-3

Aangeboden door TransSpread