Récemment, l'équipe du professeur Li Zhiyuan de l'Université de technologie de Chine du Sud a collaboré avec l'équipe de l'académicien Li Ruxin de l'Institut d'optique et de mécanique de Shanghai de l'Académie chinoise des sciences. Ils ont proposé de manière innovante une nouvelle stratégie basée sur le pompage laser femtoseconde dans l'infrarouge moyen-l'approche de « conversion synergique non linéaire de fréquence haut/bas »-développant avec succès une source laser pulsée de lumière blanche à spectre complet-. Ce laser s'étend sur sept octaves de 200 à 25 000 nm, atteint une énergie d'impulsion de 1 mJ et présente une planéité spectrale de 17 dB. avec une planéité spectrale de 17 dB. Les résultats ont été publiés dans la revue internationale d'optique Light : Science & Applications.
Des transitions électroniques au sein des atomes aux vibrations moléculaires entre atomes et aux vibrations du réseau solide, divers processus microscopiques couvrent des bandes caractéristiques allant de l'ultraviolet profond à l'infrarouge lointain. Depuis plus de 60 ans, depuis l'invention des lasers, les scientifiques recherchent une source laser capable de couvrir l'ensemble du spectre pour observer simultanément ces microprocessus à des échelles d'énergie très différentes. Cependant, les sources laser traditionnelles souffrent de limitations telles qu'une bande passante spectrale étroite, une énergie insuffisante ou une faible planéité spectrale, ne parvenant pas à répondre simultanément aux exigences strictes d'une large couverture spectrale, d'une intensité d'impulsion élevée et d'une planéité spectrale élevée.
La source laser à lumière blanche à spectre complet-proposée dans cette étude surmonte ces limitations. Il est sur le point de devenir le pionnier d'un nouveau paradigme en spectroscopie laser-"à source unique-spectre complet-instantané synchrone"-et d'ouvrir de nouvelles frontières en matière de spectrographie à grande vitesse-et de spectroscopie ultrarapide à sonde à pompe-. Cette avancée est très prometteuse pour la recherche fondamentale en physique, chimie, science des matériaux et biologie, ainsi que pour les applications en imagerie biomédicale, en surveillance environnementale et en inspection industrielle.
Fréquence non linéaire- et descendante-La synergie de conversion permet des-performances élevées-UV profondes à lointaines-IR complet-Spectre blanc-Laser à lumière
Ce système laser à lumière blanche-utilise un laser infrarouge moyen-de 3,9 μm comme source de transition. Grâce à la conversion ascendante-, la limite de longueur d'onde courte-est étendue jusqu'à la région ultraviolette profonde-de 200 nm de profondeur, tandis que la conversion descendante-étend la limite de longueur d'onde longue-jusqu'à la bande infrarouge lointaine de 25 μm-. Le cristal de niobate de lithium polarisé -périodique-polarisé (CPPLN) de conception innovante de l'équipe génère simultanément des harmoniques du 2e au 12e-ordre. Le module de conversion ascendante atteint une efficacité de conversion de 40 % avec une énergie de sortie de 1,45 mJ. Le module de conversion descendante, doté d'une architecture à cristal LN-AGSe en cascade, atteint une efficacité de conversion de 18 % avec une énergie de sortie de 0,75 mJ. Les spécifications techniques globales dépassent largement celles des systèmes laser supercontinuum comparables.
L'intensité du faisceau de photons du système dépasse les installations de rayonnement synchrotron de 7-8 ordres de grandeur, permettant la détection simultanée de cinq processus physico-chimiques sur des échelles d'énergie distinctes -transitions électroniques ultraviolettes profondes, excitations électroniques de la lumière visible, vibrations moléculaires dans le proche-infrarouge et moyen-infrarouge et-vibrations de réseau dans l'infrarouge lointain, à l'aide d'un seul faisceau ou impulsion laser.
Hong Lihong, chercheur postdoctoral formé conjointement par l'Université de technologie de Chine du Sud et l'Institut d'optique et de mécanique de Shanghai de l'Académie chinoise des sciences, est le premier auteur de l'article. Li Zhiyuan, professeur à l'École de physique et d'optoélectronique de l'Université de technologie de Chine du Sud, et l'académicien Li Ruxin de l'Académie chinoise des sciences sont les co-auteurs correspondants. Le professeur Li Zhiyuan est engagé depuis longtemps dans des recherches théoriques, expérimentales et appliquées en micro-nano photonique, en optique non linéaire, en technologie laser, en photonique topologique et en physique quantique.
