科學家使用工業級激光系統產生極短的可見光脈衝

一個國際研究小組展示了如何使用一個工業級激光系統產生極短的可見光脈衝。可見光在自然界中極為重要。可見光可被人眼所見,它是太陽發出的到達地球表面的最強烈的光,是生命的基本生物過程的一個重要元素。然而,很難產生相干可見光,其就像激光的光一樣,在很短的時間內,即飛秒的時間內都很強烈。

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由加拿大國立科學研究院(INRS)的Luca Razzari教授指導的一個研究小組已經成功地實現了這一目標,而沒有使用一個複雜的系統。他們的工作成果最近發表在著名的《自然-光子學》雜誌上。

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為了產生該時間尺度的可見光,該團隊使用了一個大多數實驗室都可以使用的工業級激光系統。他們發現,通過在充滿氬氣的空芯光纖中傳播紅外激光脈衝,一種非線性效應產生了高強度的短脈衝可見光。“我們觀察到不同’模式’的混合,即光束在纖維中傳播時的空間形狀,從而產生了這種效應。它只在強光下發生,” Razzari教授解釋說。他與INRS的Roberto Morandotti和François Légaré教授合作完成了這項工作的實驗部分,並與來自法國國家科學研究中心(CNRS)、路易斯安那州立大學(美國)和赫瑞-瓦特大學(英國)的一個國際研究團隊合作,對觀察到的現象進行理論建模。

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這種創新的方法,第一次不依賴於複雜和昂貴的光學架構來產生這種超短的可見光脈衝。因此,它可以被廣泛用於探索物理學、化學以及生物學的各種現象,如光合作用甚至人類視覺。論文第一作者、博士后研究員Riccardo Piccoli說:“通過我們的脈衝,我們可以研究這類過程的動態,以及它們如何在極短的時間尺度上演化。”

這個合作研究項目極大地受益於INRS初創公司sew-cycle的專業知識,該公司銷售特殊系統以拉伸和保持這種空心纖維。