เมื่อเร็วๆ นี้ ทีมวิจัยจาก State Key Laboratory of Intense Field Laser Physics, Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery (SIPM), Chinese Academy of Sciences (CAS) ได้เสนอวิธีการปรับปรุงความเสถียรในการชี้ของ femtosecond ความถี่สูงอย่างมีนัยสำคัญ เส้นใยและแหล่งกำเนิดแสงสีขาวซุปเปอร์คอนตินิวอัม (SC) และระงับความเข้มและความกระวนกระวายใจของการชี้ลำแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพในการสร้างแสงเลเซอร์สีขาวต่อเนื่องพิเศษยิ่งยวดที่เกิดจากเส้นใยอากาศ เพื่อที่จะจัดการกับปัญหาคอขวดของเส้นใยก๊าซเลเซอร์ femtosecond ความถี่สูง ผลลัพธ์ได้รับการตีพิมพ์ในบทความเรื่อง "การสร้างแสงต่อเนื่องยิ่งยวดที่เสถียรและเข้มข้นที่ 1kHz โดยการสร้างเส้นใยเลเซอร์ femtosecond ในอากาศด้วยสนามไฟฟ้า" "ผลลัพธ์ถูกตีพิมพ์ใน Light: Science & Applications
เลเซอร์ซูเปอร์คอนตินิวอัมที่ครอบคลุมแถบความยาวคลื่นที่มองเห็นได้เรียกว่า "เลเซอร์แสงสีขาว" เนื่องจากมีความกว้างสเปกตรัมกว้างเป็นพิเศษและมีความเชื่อมโยงที่ดี มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการถ่ายภาพทางชีวการแพทย์ สเปกโตรสโคปีลายนิ้วมือระดับโมเลกุล เอกซ์เรย์การเชื่อมโยงกันของแสง การสร้างพัลส์ที่เร็วเป็นพิเศษที่ปรับได้ การบีบอัดพัลส์ของเฟมโตวินาที และการใช้งานอื่นๆ เลเซอร์แสงสีขาวมักจะสร้างขึ้นจากวัสดุแข็งหรือเส้นใยคริสตัลโฟโตนิก เส้นใยกลวง ฯลฯ เส้นใยเลเซอร์แบบพัลซิ่งสั้นเป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างลำแสงเลเซอร์ เส้นใยก๊าซเลเซอร์พัลส์สั้นให้เส้นทางที่ปราศจากความเสียหายต่อวัสดุในการสร้างเลเซอร์แสงสีขาว แต่การกระวนกระวายใจของการชี้ที่เกิดจากการสะสมของพัลส์จะจำกัดการใช้งานที่ความถี่สูงซ้ำ ถูกจำกัดโดยเกณฑ์ความเสียหายของวัสดุที่เป็นของแข็งหรือได้รับผลกระทบจากปัญหาการกระวนกระวายใจในก๊าซ ทำให้เป็นเรื่องยากที่จะได้รับการส่งผ่านแหล่งเลเซอร์แสงสีขาวความถี่สูงพลังงานสูงและความถี่สูงที่เสถียร และยังเป็นปัญหาระหว่างประเทศเร่งด่วนใน สาขาการสร้างแหล่งกำเนิดแสงต่อเนื่องยิ่งยวดและการประยุกต์
รูปที่ 1 (a) (b) แผนผังของการตั้งค่าการทดลอง ( c ) ( d ) ภาพสีจริงของสนามไฟฟ้าแรงสูง DC ที่ไม่ได้โหลดและโหลดในไส้หลอดและโคโรนาที่เกิดจากไส้แสง (e) (f) จุดไฟส่องสว่างด้านหน้าที่สอดคล้องกัน
ในการศึกษานี้ นักวิจัยใช้เลเซอร์ femtosecond ความถี่สูงเพื่อสร้างแหล่งกำเนิดแสงสีขาวต่อเนื่องระดับสูงที่มีพลังงานขนาดใหญ่โดยการสร้างเส้นใยในอากาศ และโหลดเส้นใยด้วยสนามไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูงภายนอกอย่างสร้างสรรค์ ซึ่งช่วยแก้ปัญหาของ ความกระวนกระวายใจที่เกิดจากความร้อนของเส้นใยที่รากโดยอาศัยหลักการยับยั้งการรวมตัวของพลาสมาด้วยสนามไฟฟ้าภายนอกและยืดอายุการใช้งานเพื่อลดการสะสมความร้อนเนื่องจากการรวมตัวของพลาสมาในเวลาของเลเซอร์พัลส์ถัดไปจึงลดได้สำเร็จ การแพร่กระจายความร้อนที่เกิดจากการแพร่กระจายความร้อนของเส้นใยจึงช่วยลดการแพร่กระจายความร้อนที่เกิดจากการแพร่กระจายความร้อนของเส้นใยได้สำเร็จ ด้วยวิธีนี้ ความเข้มของการรบกวนการไหลของอากาศที่เกิดจากการแพร่กระจายความร้อนจะลดลงได้สำเร็จ นอกจากนี้ เส้นใยแสงที่เหนี่ยวนำให้เกิดการปล่อยโคโรนาที่เกิดจากลมไอออนที่เสถียรยังสามารถเอาชนะการไหลของอากาศที่ปั่นป่วนในตัวเองของเส้นใยแสงได้อย่างมีประสิทธิภาพ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าภายนอกของแสงความถี่สูง (1 kHz) เส้นใยและความเสถียรในการชี้เชิงพื้นที่แสงสีขาวต่อเนื่องซุปเปอร์ต่อเนื่องสามารถปรับปรุงได้อย่างน้อยสองครั้ง และในเวลาเดียวกัน ความเสถียรของความเข้มสเปกตรัมของแสงเลเซอร์สีขาวได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญ นักวิจัยใช้ 1 kHz / 6.54 mJ femtosecond พัลส์เลเซอร์ในการใช้พัลส์เลเซอร์ femtosecond 1 kHz/6.54 mJ ในอากาศ นักวิจัยประสบความสำเร็จในการได้รับแหล่งกำเนิดแสงสีขาวสเปกตรัมซุปเปอร์คอนตินิวอัมที่มีความเสถียร 3.55 mJ งานนี้ช่วยแก้ปัญหาระหว่างประเทศของการชี้และความกระวนกระวายใจของความเข้มข้นของเส้นใยก๊าซเลเซอร์ femtosecond ความถี่สูง ซึ่งไม่เพียงแต่เปิดทางสำหรับการสร้างแหล่งกำเนิดแสงสีขาวต่อเนื่องซุปเปอร์ความถี่สูง เสถียร และพลังงานขนาดใหญ่ในอากาศ แต่ยังขยาย โอกาสใหม่สำหรับการใช้งานอื่นๆ เช่น แหล่งกำเนิดรังสีทุติยภูมิ การสร้างภาพ และการประมวลผลไมโครวัสดุโดยใช้เส้นใยความถี่สูง
SIPM มีความก้าวหน้าอย่างมากในการสร้างเลเซอร์แสงสีขาวที่มีความเสถียรและมีพลังงานสูงในอากาศ
รูปที่ 2 (a) ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของเลเซอร์แสงสีขาวต่อเนื่องสเปกตรัมยิ่งยวดไปข้างหน้าและมุมชี้เส้นใย (SDEV) ที่ 1 kHz โดยเป็นฟังก์ชันของไฟฟ้าแรงสูงที่ใช้ (b) มุมการกระเจิง SDEV ของแสง SC ไปข้างหน้า (b) และเส้นใย (c) ที่อัตราการทำซ้ำของเลเซอร์ที่แตกต่างกัน (d) การแปรผันของสนามไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพที่ใช้กับเส้นใยเป็นฟังก์ชันของไฟฟ้าแรงสูงที่โหลด
รูปที่ 3 (a) การเปรียบเทียบสเปกตรัมแสงสีขาวสเปกตรัมซุปเปอร์คอนตินิวอัมไปข้างหน้าที่มี (FIL + 55 kV) และไม่มี (FIL) ไฟฟ้าแรงสูง DC ภายนอก โดยมีสเปกตรัมเลเซอร์เริ่มต้นของสเปกตรัมที่ไม่มีการเส้นใย (noFIL) เป็นข้อมูลอ้างอิง (b) อัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน (1 kHz) ของความเข้มของสเปกตรัมซูเปอร์คอนตินิวอัมที่แรงดันไฟฟ้าสูงที่ใช้ต่างกัน (c) พลังงานเลเซอร์แสงสีขาวสเปกตรัมซุปเปอร์ต่อเนื่องเป็นฟังก์ชันของพลังงานเลเซอร์ปั๊ม (ทางยาวโฟกัสของเลนส์โฟกัสคือ 1 ม.)
