Recentment, un equip d'investigació del Laboratori Clau Estatal de Física Làser de Camp Intens, l'Institut d'Òptica i Maquinària de Precisió de Xangai (SIPM), l'Acadèmia Xinesa de Ciències (CAS), ha proposat un mètode per millorar significativament l'estabilitat d'apuntament del femtosegon d'alta freqüència. font de llum blanca de filament i supercontinu (SC), i va suprimir eficaçment la intensitat i la fluctuació del feix en la generació de làser de llum blanca supercontinu induïda per filaments d'aire, per tal d'abordar el coll d'ampolla de la filamentació de gas làser femtosegon d'alta freqüència. Els resultats es publiquen a l'article titulat "Generació de llum supercontinu estable i intensa a 1 kHz per filamentació làser femtosegon assistida per camp elèctric a l'aire". "Els resultats es van publicar a Light: Science & Applications.
Els làsers de supercontinu que cobreixen la banda de longitud d'ona visible s'anomenen "làsers de llum blanca" per la seva amplada espectral ultraamplia i la seva bona coherència. S'utilitza àmpliament en imatges biomèdiques, espectroscòpia d'empremtes dactilars moleculars, tomografia de coherència òptica, generació de pols ultraràpid ajustable, compressió de pols de femtosegons i altres aplicacions. Els làsers de llum blanca solen generar-se a partir de materials sòlids o fibres de cristall fotònic, fibres buides, etc. La filamentació de gas làser de pols curt proporciona la base per a la generació del feix làser. La filamentació de gas làser de pols curt proporciona una ruta sense danys materials per a la generació de làser de llum blanca, però la fluctuació de punt causada per l'acumulació de pols limita les aplicacions a freqüències elevades. Limitat pel llindar de danys dels materials sòlids o afectat pel problema de l'auto jitter del gas, és difícil obtenir una transmissió estable de fonts làser de llum blanca d'alta freqüència i alta energia, i també és un problema internacional urgent en el camp de la generació de fonts de llum supercontinu i les seves aplicacions.
Fig. 1 (a) (b) Diagrama esquemàtic del muntatge experimental. ( c ) ( d ) Imatges en color real del camp elèctric d'alta tensió de corrent continu descarregat i carregat al filament lleuger i la corona induïda pel filament lleuger. (e) (f) Punts de llum davanters corresponents.
En aquest estudi, els investigadors van utilitzar un làser femtosegon d'alta freqüència per generar una font de llum blanca supercontinu de gran energia formant un filament a l'aire i van carregar el filament de manera innovadora amb un camp elèctric extern d'alta tensió, que va resoldre el problema de jitter induït tèrmicament del filament a l'arrel, basat en el principi d'inhibir la composició del plasma mitjançant el camp elèctric extern i allargar la seva vida útil per reduir la deposició de calor a causa de la composició del plasma en el moment del següent pols làser, reduint així amb èxit. la difusió tèrmica causada per la difusió tèrmica del filament, i així reduir amb èxit la difusió tèrmica causada per la difusió tèrmica del filament. D'aquesta manera, es redueix amb èxit la intensitat de la pertorbació del flux d'aire causada per la difusió tèrmica. A més, la descàrrega de corona induïda pel filament lleuger generada pel vent d'ions estables també pot superar eficaçment el flux d'aire autoturbulent del filament lleuger, els resultats experimentals mostren que sota l'acció del camp elèctric extern de la llum d'alta freqüència (1 kHz) L'estabilitat d'apuntament espacial del filament i la llum blanca supercontinua cap endavant es pot millorar almenys dues vegades i, al mateix temps, s'ha millorat significativament l'estabilitat de la intensitat espectral de la llum làser blanca, els investigadors utilitzen 1 kHz / 6,54 mJ femtosegon. pols làser a l'ús de polsos làser de femtosegon d'1 kHz/6,54 mJ a l'aire, els investigadors van obtenir amb èxit una font de llum blanca d'espectre de supercontinu estabilitzat de 3,55 mJ. Aquest treball resol eficaçment el problema internacional de l'apuntament i la fluctuació d'intensitat de la filamentació de gas làser femtosegon d'alta freqüència, que no només obre el camí per generar una font de llum blanca supercontinua d'alta freqüència, estable i de gran energia a l'aire, sinó que també s'expandeix. noves oportunitats per a altres aplicacions com la font de radiació secundària, la imatge i el microprocessament de materials basats en la filamentació d'alta freqüència.
SIPM ha fet un avenç significatiu en la generació de làser de llum blanca estable i d'alta energia a l'aire.
Fig. 2 (a) Desviació estàndard del làser de llum blanca de l'espectre de supercontinu avançat i l'angle d'apuntament del filament (SDEV) a 1 kHz en funció de l'alta tensió aplicada. (b) Angle de dispersió SDEV de la llum SC avançada (b) i del filament (c) a diferents velocitats de repetició del làser. (d) Variació del camp elèctric efectiu aplicat al filament en funció de l'alta tensió carregada.
Fig. 3 (a) Comparació dels espectres de llum blanca de l'espectre de supercontinu amb (FIL + 55 kV) i sense (FIL) alta tensió de CC externa, amb l'espectre làser inicial del no filamentat (noFIL) com a referència. ( b ) Relació senyal-soroll (1 kHz) de la intensitat de l'espectre de supercontinu a diferents altes tensions aplicades. ( c ) Energia làser de llum blanca d'espectre supercontinu en funció de l'energia làser de bomba (la distància focal de la lent d'enfocament és d'1 m).
