科學網—新型相干光源緊湊亮度高

2021-01-09 科學網

 

在產生脈衝的電場背景下，中紅外脈衝頻譜的藝術圖像。圖片來源：ICFO

分析光學方法對現代社會至關重要，因為它們可以快速和安全地識別固體、液體或氣體中的物質。這些方法依賴於光與這些物質在光譜的不同部分發生不同的相互作用。例如，紫外光譜可以直接訪問物質內部的電子躍遷，而太赫茲對分子振動非常敏感。

這些年來許多技術開發實現了高光譜和成像，允許科學家觀察諸多現象。這些超靈敏技術已被證明在食品檢測、生物化學傳感甚至文化遺產等領域中非常有用，可用於研究古物、繪畫或雕塑材料的結構。

一個長期存在的挑戰是缺乏能覆蓋如此大的光譜範圍和有足夠亮度的緊湊光源。同步加速器可以提供光譜覆蓋，但它們缺乏雷射的時間相干性，而且這種光源只能在大規模用戶設施中使用。

西班牙光子科學研究所、德國馬普學會光科學研究所等機構研究人員組成的一個國際小組近日在《自然—光子學》上報告了一種結構緊湊、亮度高的中紅外驅動源，它將充氣反諧振環光子晶體光纖與新型非線性晶體相結合。該設備能提供從340nm到40000nm的7倍頻相干光譜，光譜亮度比最亮的同步加速器設備之一高2~5個數量級。

研究人員表示，未來的研究將利用該光源的少周期脈衝持續時間，進行物質和材料的時域分析，從而為分子光譜、物理化學或固體物理等領域的多模態測量方法開闢新途徑。（魯亦）

相關論文信息：http://dx.doi.org/10.1038/s41566-020-00735-1

《中國科學報》 (2020-12-28 第2版 國際)

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