Recientemente, el equipo del profesor Li Zhiyuan de la Universidad Tecnológica del Sur de China colaboró con el equipo del académico Li Ruxin del Instituto de Óptica y Mecánica de Shanghai de la Academia de Ciencias de China. Propusieron de manera innovadora una estrategia novedosa basada en el -bombeo de láser de femtosegundo en el infrarrojo medio-el enfoque de "conversión sinérgica no lineal hacia arriba/abajo de frecuencia"-desarrollando con éxito una fuente de láser pulsada de luz blanca-de espectro completo. Este láser abarca siete octavas de 200 a 25.000 nm, alcanza una energía de pulso de 1 mJ y exhibe una planitud espectral de 17 dB. con una planitud espectral de 17 dB. Los hallazgos se publicaron en la revista de óptica internacional de primer nivel-Light: Science & Applications.
Desde transiciones de electrones dentro de átomos hasta vibraciones moleculares entre átomos y vibraciones de redes sólidas, diversos procesos microscópicos abarcan bandas características que van desde el ultravioleta profundo hasta el infrarrojo lejano-. Durante más de 60 años, desde la invención del láser, los científicos han buscado una fuente láser capaz de cubrir todo el espectro para observar simultáneamente estos microprocesos con escalas de energía muy diferentes. Sin embargo, las fuentes láser tradicionales adolecen de limitaciones como un ancho de banda espectral estrecho, energía insuficiente o una planitud espectral baja, y no cumplen simultáneamente con los estrictos requisitos de una cobertura espectral amplia, una intensidad de pulso alta y una planicidad espectral alta.
La fuente láser de luz blanca-de espectro completo propuesta en este estudio supera estas limitaciones. Está preparado para ser pionero en un nuevo paradigma en espectroscopia láser-"fuente única-de espectro completo-instantánea sincrónica"-y abrir nuevas fronteras en espectroscopia de alta-velocidad y espectroscopia de bomba-sonda ultrarrápida. Este avance es muy prometedor para la investigación fundamental en física, química, ciencia de materiales y biología, así como para aplicaciones en imágenes biomédicas, monitoreo ambiental e inspección industrial.
La sinergia de conversión de frecuencia no lineal hacia arriba- y hacia abajo-permite un alto-rendimiento Láser de luz-blanca-de espectro completo-de luz blanca-profunda-de lejos-IR{4}}lejano
Este sistema láser de luz blanca-emplea un láser de infrarrojo medio-de 3,9 μm como fuente puente. A través de la conversión ascendente-, el límite de la longitud de onda-corta se extiende a la región ultravioleta-de profundidad de 200 nm, mientras que la conversión-descendente extiende el límite de la longitud de onda-larga a la banda de infrarrojos-lejano de 25 μm. El cristal de niobato de litio polarizado (CPPLN) -periódico-polarizado con un diseño innovador del equipo genera simultáneamente armónicos del segundo al duodécimo-orden. El módulo de conversión ascendente logra una eficiencia de conversión del 40 % con una energía de salida de 1,45 mJ. El módulo de conversión descendente, que presenta una arquitectura de cristal LN-AGSe en cascada, logra una eficiencia de conversión del 18 % con una energía de salida de 0,75 mJ. Las especificaciones técnicas generales superan claramente a las de los sistemas láser supercontinuos comparables.
La intensidad del haz de fotones del sistema supera las instalaciones de radiación sincrotrón en 7-8 órdenes de magnitud, lo que permite la detección simultánea de cinco procesos fisicoquímicos en distintas escalas de energía: -transiciones electrónicas ultravioleta profundas, excitaciones electrónicas de luz visible, vibraciones moleculares del infrarrojo cercano-y del infrarrojo medio-, y vibraciones de la red del infrarrojo lejano-, utilizando un solo rayo o pulso láser.
Hong Lihong, investigador postdoctoral formado conjuntamente por la Universidad Tecnológica del Sur de China y el Instituto de Óptica y Mecánica de Shanghai de la Academia de Ciencias de China, es el primer autor del artículo. Li Zhiyuan, profesor de la Facultad de Física y Optoelectrónica de la Universidad Tecnológica del Sur de China, y el académico Li Ruxin de la Academia de Ciencias de China son los co-autores correspondientes. El profesor Li Zhiyuan lleva mucho tiempo dedicado a la investigación teórica, experimental y aplicada en micro-nanofotónica, óptica no lineal, tecnología láser, fotónica topológica y física cuántica.
