超越极限：水在激光开发中的惊人力量不敢公布的秘密是什么？

研究人员在创建超宽带白色激光源方面取得了显着进展，该激光源涵盖从紫外到远红外的广泛波长范围。这些先进的激光器用于各种领域，包括广泛的成像、飞秒化学、电信、激光光谱学、传感和超快科学领域。

然而，这种追求面临着挑战，特别是在选择合适的非线性介质方面。传统的固体材料虽然高效，但在高峰值功率条件下容易发生光学损伤。气体介质虽然耐损坏，但通常效率低下且技术复杂。

华南理工大学的研究人员最近采取了非常规举措，将水作为一种非线性介质。水丰富且价格低廉，即使在高功率激光的影响下也能免受光学损伤。正如黄金开放获取期刊Advanced Photonics Nexus所报道的那样，水诱导的光谱展宽涉及增强的自相位调制和受激拉曼散射，从而产生具有435 nm 10 dB带宽的超连续白色激光器，覆盖令人印象深刻的478-913 nm范围。

为了进一步创新，研究人员将水与啁啾周期极化铌酸锂晶体相结合，该晶体以其强大的二阶非线性功率而闻名。这种合作关系不仅扩大了超连续白光激光的频率范围，而且使其输出频谱变平。据通讯资深作者李志元教授介绍，“级联水-CPPLN模块为实现具有强脉冲能量、高光谱平坦度和超宽带宽的'三高'白光激光提供了一条长寿命、高稳定性和低成本的技术路线。

这种水-CPPLN合作的成果是有希望的。这种超宽带超连续谱源的脉冲能量为 0.6 mJ，带宽为 10 dB，跨越一个倍频程以上，在超快光谱学和高光谱成像方面具有潜力。Li 指出：“它在极端频谱带宽上提供跨物理、化学和生物过程的高分辨率，并具有高信噪比。它为创造具有强脉冲能量、高光谱平坦度和超宽带宽的长寿命、高稳定性和廉价的白光激光开辟了一条有效的途径，为科学研究和应用的新可能性铺平了道路。