Wetenschappers maken aanzienlijke vooruitgang in de ontwikkeling van ultrabreedband witte laserbronnen, die een breed spectrum bestrijken, van ultraviolet tot ver infrarood. Deze lasers vinden toepassingen op diverse gebieden, zoals grootschalige beeldvorming, femtochemie, telecommunicatie, laserspectroscopie, detectie en ultrasnelle wetenschappen.

Het streven wordt echter met uitdagingen geconfronteerd, vooral bij de selectie van geschikte niet-lineaire media. Traditionele vaste materialen zijn weliswaar efficiënt, maar zijn gevoelig voor optische schade onder omstandigheden met hoge piekvermogens. Gasmedia zijn weliswaar schadebestendig, maar hebben vaak te kampen met een laag rendement en technische complicaties.

Op een onconventionele manier hebben onderzoekers van de South China University of Technology zich onlangs tot water als niet-lineair medium gewend. Water is overvloedig aanwezig en goedkoop en blijkt immuun voor optische schade, zelfs onder invloed van krachtige lasers. Zoals gerapporteerd in Advanced Photonics Nexus , door water geïnduceerde spectrale verbreding omvat verbeterde zelffasemodulatie en gestimuleerde Raman-verstrooiing, resulterend in een supercontinuüm witte laser met een bandbreedte van 435 nm bij 10 dB die een indrukwekkend bereik van 478–913 nm bestrijkt.

Om de innovatie verder te brengen, combineerden onderzoekers water met een piepend periodiek gepoold lithiumniobaat (CPPLN) kristal, bekend om zijn robuuste niet-lineaire tweede orde kracht. Deze samenwerking breidde niet alleen het frequentiebereik van de supercontinuum witte laser uit, maar maakte ook het uitgangsspectrum vlakker.

Volgens de corresponderende senior auteur prof. Zhi-Yuan Li:"De gecascadeerde water-CPPLN-module biedt een technische route met een lange levensduur, hoge stabiliteit en lage kosten voor het realiseren van een 'drie-hoge' witte laser met intense pulsenergie , hoge spectrale vlakheid en ultrabrede bandbreedte."

De resultaten van deze water-CPPLN-samenwerking zijn veelbelovend. Met een pulsenergie van 0,6 mJ en een bandbreedte van 10 dB die meer dan een octaaf beslaat (413-907 nm), heeft deze ultrabreedbandige supercontinuümbron potentieel in ultrasnelle spectroscopie en hyperspectrale beeldvorming.

Li zegt:"Het biedt een hoge resolutie voor fysische, chemische en biologische processen over extreme spectrale bandbreedtes met een hoge signaal-ruisverhouding. Het opent een efficiënte route naar het creëren van een witte laser met een lange levensduur, hoge stabiliteit en goedkoop. met intense pulsenergie, hoge spectrale vlakheid en ultrabrede bandbreedte, wat de weg vrijmaakt voor nieuwe mogelijkheden in wetenschappelijk onderzoek en toepassingen."

Meer informatie: Lihong Hong et al., Intense witte laser met hoge spectrale vlakheid via optisch schadevrije water-lithiumniobaatmodule, Advanced Photonics Nexus (2024). DOI:10.1117/1.APN.3.1.016008

Geleverd door SPIE