เมื่อเร็วๆ นี้ ทีมของศาสตราจารย์ Li Zhiyuan จาก South China University of Technology ได้ร่วมมือกับทีมนักวิชาการ Li Ruxin จาก Shanghai Institute of Optics and Mechanics, Chinese Academy of Sciences พวกเขาเสนอกลยุทธ์ใหม่อย่างสร้างสรรค์โดยใช้-การปั๊มเลเซอร์ femtosecond อินฟราเรดช่วงกลาง-วิธี "การแปลงขึ้น/ลงความถี่ไม่เชิงเส้นแบบเสริมฤทธิ์กัน"- ซึ่งประสบความสำเร็จในการพัฒนา-แหล่งกำเนิดเลเซอร์พัลส์แสงสีขาวสเปกตรัมเต็มรูปแบบ เลเซอร์นี้ครอบคลุมช่วงเจ็ดอ็อกเทฟตั้งแต่ 200 ถึง 25,000 นาโนเมตร ให้พลังงานพัลส์ที่ 1 mJ และแสดงความเรียบของสเปกตรัมที่ 17 dB ด้วยความเรียบของสเปกตรัม 17 เดซิเบล การค้นพบนี้ได้รับการตีพิมพ์ใน-วารสารทัศนศาสตร์ระดับนานาชาติชั้นนำอย่าง Light: Science & Applications
ตั้งแต่การเปลี่ยนอิเล็กตรอนภายในอะตอมไปจนถึงการสั่นสะเทือนของโมเลกุลระหว่างอะตอมและการสั่นของโครงตาข่ายแข็ง กระบวนการทางจุลทรรศน์ที่หลากหลายครอบคลุมแถบลักษณะเฉพาะตั้งแต่รังสีอัลตราไวโอเลตลึกไปจนถึงรังสีอินฟราเรดไกล- เป็นเวลากว่า 60 ปีแล้วนับตั้งแต่มีการประดิษฐ์เลเซอร์ นักวิทยาศาสตร์ได้แสวงหาแหล่งกำเนิดเลเซอร์ที่สามารถครอบคลุมสเปกตรัมทั้งหมดเพื่อสังเกตไมโครโพรเซสเหล่านี้ด้วยระดับพลังงานที่แตกต่างกันอย่างมากมายไปพร้อมๆ กัน อย่างไรก็ตาม แหล่งกำเนิดเลเซอร์แบบดั้งเดิมประสบปัญหาจากข้อจำกัด เช่น แบนด์วิธสเปกตรัมแคบ พลังงานไม่เพียงพอ หรือความเรียบของสเปกตรัมต่ำ ไม่สามารถตอบสนองข้อกำหนดที่เข้มงวดของการครอบคลุมสเปกตรัมกว้าง ความเข้มของพัลส์สูง และความเรียบของสเปกตรัมสูงไปพร้อมกัน
แหล่งกำเนิดเลเซอร์แสงสีขาวสเปกตรัม-เต็มที่นำเสนอในการศึกษานี้เอาชนะข้อจำกัดเหล่านี้ได้ มีความพร้อมที่จะบุกเบิกกระบวนทัศน์ใหม่ในเลเซอร์สเปกโทรสโกปี-"สเปกตรัมเดียว-แหล่งเดียว- สแนปชอตแบบซิงโครนัส"- และเปิดขอบเขตใหม่ใน-สเปกโตรกราฟีความเร็วสูงและปั๊ม-โพรบสเปกโทรสโกปีเร็วเป็นพิเศษ ความก้าวหน้าครั้งนี้ถือเป็นคำมั่นสัญญาอันยิ่งใหญ่สำหรับการวิจัยขั้นพื้นฐานในสาขาฟิสิกส์ เคมี วัสดุศาสตร์ และชีววิทยา รวมถึงการประยุกต์ในการถ่ายภาพทางชีวการแพทย์ การติดตามสิ่งแวดล้อม และการตรวจสอบทางอุตสาหกรรม
ความถี่ไม่เชิงเส้นขึ้นและลง-การทำงานร่วมกันของการแปลงทำให้ประสิทธิภาพสูง-ลึก-UV ไปจนถึงไกล-IR เต็ม-สเปกตรัมสีขาว-เลเซอร์แสง
ระบบเลเซอร์แสงสีขาว-นี้ใช้เลเซอร์อินฟราเรดช่วงกลาง- 3.9μm เป็นแหล่งเชื่อมโยง ผ่าน-การแปลงขึ้น ขอบเขต-ความยาวคลื่นสั้นจะขยายไปยังพื้นที่อัลตราไวโอเลตลึก- 200 นาโนเมตร ในขณะที่การแปลง-ลงจะขยายขอบเขตความยาวคลื่นยาว-ไปยังแถบอินฟราเรดไกล 25μm- ทีมงานได้ออกแบบคริสตัลลิเธียมไนโอเบต (CPPLN) แบบโพลาไรซ์-เป็นระยะ-แบบส่งเสียงเจี๊ยบเป็นระยะๆ เพื่อสร้างฮาร์โมนิกลำดับที่ 2 ถึง 12- ไปพร้อมๆ กัน โมดูลอัพคอนเวอร์ชันมีประสิทธิภาพการแปลง 40% พร้อมพลังงานเอาท์พุต 1.45 mJ โมดูลดาวน์คอนเวอร์ชันซึ่งมีสถาปัตยกรรมคริสตัล LN-AGSe แบบเรียงซ้อน ทำให้ได้รับประสิทธิภาพการแปลง 18% พร้อมพลังงานเอาท์พุต 0.75 mJ ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิคโดยรวมเหนือกว่าระบบเลเซอร์ต่อเนื่องยิ่งยวดที่เทียบเคียงได้อย่างมีนัยสำคัญ
ความเข้มของลำแสงโฟตอนของระบบเหนือกว่ารังสีซินโครตรอนถึง 7- 8 ลำดับความสำคัญ ทำให้สามารถตรวจจับกระบวนการเคมีฟิสิกส์ 5 กระบวนการพร้อมกันในระดับพลังงานที่แตกต่างกัน-การเปลี่ยนผ่านทางอิเล็กทรอนิกส์ของรังสีอัลตราไวโอเลตในระดับลึก การกระตุ้นทางอิเล็กทรอนิกส์ของแสงที่มองเห็นได้ การสั่นของโมเลกุล-อินฟราเรดและช่วงกลาง- และ-การสั่นของโครงตาข่ายอินฟราเรดไกลโดยใช้เลเซอร์เพียงตัวเดียว ลำแสงหรือชีพจร
Hong Lihong นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ได้รับการฝึกอบรมร่วมกันจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีเซาท์ไชน่า และสถาบันทัศนศาสตร์และกลศาสตร์เซี่ยงไฮ้ สถาบันวิทยาศาสตร์จีน เป็นผู้เขียนบทความคนแรก Li Zhiyuan ศาสตราจารย์ที่ School of Physics and Optoelectronics, South China University of Technology และนักวิชาการ Li Ruxin จาก Chinese Academy of Sciences เป็นผู้ร่วมเขียน-ที่เกี่ยวข้อง ศาสตราจารย์ Li Zhiyuan มีส่วนร่วมในการวิจัยเชิงทฤษฎี การทดลอง และประยุกต์ในไมโคร-นาโนโฟโตนิกส์ เลนส์ไม่เชิงเส้น เทคโนโลยีเลเซอร์ ทอพอโลยีโฟโตนิกส์ และฟิสิกส์ควอนตัม
