Gli scienziati stanno facendo passi da gigante nello sviluppo di sorgenti laser bianche a banda ultralarga, che coprono un ampio spettro dall’ultravioletto al lontano infrarosso. Questi laser trovano applicazioni in diversi campi come l'imaging su larga scala, la femtochimica, le telecomunicazioni, la spettroscopia laser, il rilevamento e le scienze ultraveloci.
Tuttavia, la ricerca deve affrontare delle sfide, in particolare nella selezione di mezzi non lineari appropriati. I materiali solidi tradizionali, sebbene efficienti, sono soggetti a danni ottici in condizioni di potenza di picco elevata. I mezzi gassosi, sebbene resistenti ai danni, soffrono comunemente di bassa efficienza e complicazioni tecniche.
Con una mossa non convenzionale, i ricercatori della South China University of Technology si sono recentemente rivolti all’acqua come mezzo non lineare. Abbondante e poco costosa, l'acqua si dimostra immune ai danni ottici, anche sotto l'influenza di laser ad alta potenza. Come riportato in Advanced Photonics Nexus , l'ampliamento spettrale indotto dall'acqua comporta una modulazione di autofase migliorata e uno scattering Raman stimolato, risultando in un laser bianco supercontinuo con una larghezza di banda di 435 nm 10 dB che copre un impressionante intervallo di 478-913 nm.
Portando l'innovazione oltre, i ricercatori hanno combinato l'acqua con un cristallo di niobato di litio a polarità periodica (CPPLN), noto per la sua robusta potenza non lineare di secondo ordine. Questa partnership non solo ha ampliato la gamma di frequenza del laser bianco supercontinuo, ma ne ha anche appiattito lo spettro di uscita.
Secondo il corrispondente autore senior, il Prof. Zhi-Yuan Li, "Il modulo CPPLN ad acqua in cascata fornisce un percorso tecnico di lunga durata, ad alta stabilità e a basso costo per realizzare un laser bianco 'tre-alti' con un'intensa energia di impulso , elevata planarità spettrale e larghezza di banda ultralarga."
Il risultato di questa collaborazione acqua-CPPLN è promettente. Con un'energia di impulso di 0,6 mJ e una larghezza di banda di 10 dB che si estende su più di un'ottava (413–907 nm), questa sorgente supercontinua a banda ultralarga ha potenziale nella spettroscopia ultraveloce e nell'imaging iperspettrale.
Li afferma:"Offre un'alta risoluzione attraverso processi fisici, chimici e biologici su larghezze di banda spettrali estreme con un elevato rapporto segnale-rumore. Apre un percorso efficiente per creare un laser bianco di lunga durata, ad alta stabilità ed economico con intensa energia di impulso, elevata planarità spettrale e larghezza di banda ultralarga, aprendo la strada a nuove possibilità nella ricerca e nelle applicazioni scientifiche."
Ulteriori informazioni: Lihong Hong et al, Laser bianco intenso con elevata planarità spettrale tramite modulo acqua-litio niobato privo di danni ottici, Advanced Photonics Nexus (2024). DOI:10.1117/1.APN.3.1.016008
Fornito da SPIE
