Stabil intens superkontinuum lysgenerering fra 1kHz femtosekund laserfilamentering i luft

Supercontinuum (SC) hvidt lys (spektret, der strækker sig fra den nære ultraviolette til de infrarøde bølgelængder) har avanceret ultrahurtig laserspektroskopi inden for kondenseret stof videnskab, biologi, fysik og kemi. Sammenlignet med de ofte anvendte fotoniske krystalfibre og bulkmaterialer er femtosekund laserfilamentering i gasser skadeimmun for SC-generering.

Imidlertid fører millisekunders tidsskala for termisk diffusion i et lufttråd til lufttæthedsreduktion ved ankomsten af ​​den næste laserimpuls for en kHz-repetitionslaser. Den termiske selvvirkende effekt resulterer i betydelige strålepegning og intensitetsjitters i laserglødetråden, hvilket fører til en udfordring for applikationer, der bruger kHz glødetråd og dets SC-lyskilde.

I et nyt papir offentliggjort i Light Science &Application , et team af videnskabsmænd, ledet af professor Tie-Jun Wang fra State Key Laboratory of High Field Laser Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences, Kina og kolleger har demonstreret en enkel metode til at forbedre både strålepegning og intensitetsstabilitet af lufttråden inducerede SC-lys.

Dette blev opnået ved blot at anvende et eksternt DC elektrisk felt på filamentets plasmakanal. Med det eksterne elektriske felt undertrykkes plasmarekombinationen betydeligt, hvilket resulterer i mindre termisk aflejring i filamentzonen sammen med den overvældende termiske filamentjitter ved at generere ionisk vind fra elektroden.

Strålepegende rystelser af det 1 kHz luftfilament-inducerede SC-lys blev rapporteret at være undertrykt mere end to gange. Signal-støjforholdet for SC-lyset blev også væsentligt forbedret. Forskerne har med succes genereret en stabil høj-intensitet og høj gentagelse superkontinuum hvid lyskilde i luft.

Dette er af stor betydning for anvendelsen af ​​superkontinuum hvidt lys og er også meget vigtigt og nyttigt til filamentbaserede andre sekundære kilder, såsom tredje harmonisk generation, THz, luftlasering og filamentbaseret billeddannelse og mikrobearbejdning af kondenserede materialer.

Flere oplysninger: Yaoxiang Liu et al., Stabil, intens superkontinuum lysgenerering ved 1 kHz ved elektrisk feltassisteret femtosekund laserfilamentering i luft, Light:Science &Applications (2024). DOI:10.1038/s41377-023-01364-3

Leveret af TranSpread