לאחרונה, צוות מחקר ממעבדת המפתח של המדינה לפיזיקת לייזר שדה אינטנסיבי, מכון שנגחאי לאופטיקה ומכונות מדויקות (SIPM), האקדמיה הסינית למדעים (CAS), הציע שיטה לשיפור משמעותי של יציבות ההצבעה של פמט-שנייה בתדר גבוה. מקור אור לבן חוט וסופר-רצף (SC), ודיכא ביעילות את העוצמה והריצוד המצביע על אלומה ביצירת לייזר של אור לבן-על-רצף באוויר, על מנת להתמודד עם צוואר הבקבוק של נימת גז הלייזר בתדירות גבוהה בפמט-שנייה. התוצאות מתפרסמות במאמר שכותרתו "יצירת אור סופר-רציף יציב, אינטנסיבי ב-1kHz על ידי שדה חשמלי בסיוע שדה חשמלי נימה בלייזר פמט שנייה באוויר". "התוצאות פורסמו ב-Light: Science & Applications.
לייזרים Supercontinuum המכסים את פס אורך הגל הנראה נקראים "לייזרי אור לבן" בגלל הרוחב הספקטרלי הרחב במיוחד והקוהרנטיות הטובה שלהם. הוא נמצא בשימוש נרחב בהדמיה ביו-רפואית, ספקטרוסקופיה מולקולרית של טביעות אצבע, טומוגרפיה קוהרנטיות אופטית, יצירת דופק אולטרה-מהיר לכוונון, דחיסת דופק פמט שנייה ויישומים אחרים. לייזרים לאור לבן נוצרים בדרך כלל מחומרים מוצקים או סיבי קריסטל פוטוניים, סיבים חלולים וכו'. חוט גז לייזר פועם קצר מספק את הבסיס ליצירת קרן הלייזר. חוט גז לייזר קצר-פולס מספק מסלול נטול נזקי חומר ליצירת לייזר באור לבן, אך ריצוד מצביע הנגרם על ידי הצטברות דופק מגביל יישומים בתדרים חוזרים גבוהים. מוגבל על ידי סף הנזק של חומרים מוצקים או מושפע מבעיית ריצוד עצמי בגז, קשה להשיג שידור יציב של מקורות לייזר אור לבן בעלי אנרגיה גבוהה בתדירות גבוהה, וזו גם בעיה בינלאומית דחופה בתחום תחום יצירת מקור אור סופר-רציף ויישומיו.
איור 1 (א) (ב) תרשים סכמטי של מערך הניסוי. (ג) (ד) תמונות בצבע אמיתי של שדה חשמלי במתח גבוה DC במתח האור ובקורונה הנגרמת על ידי חוט אור. (ה) (ו) כתמי אור מקבילים קדימה.
במחקר זה, החוקרים השתמשו בלייזר פמט-שניות בתדירות גבוהה כדי ליצור מקור אור לבן בעל-רצף אנרגיה גדול על ידי יצירת נימה באוויר, והעמיסו באופן חדשני את הלהט בשדה חשמלי DC במתח גבוה, מה שפתר את הבעיה של ריצוד המושרה תרמית של חוט הלהט בשורש, המבוסס על עיקרון של עיכוב תרכובת פלזמה באמצעות השדה החשמלי החיצוני והארכת חייו כדי להפחית את שקיעת החום כתוצאה מהרכבת פלזמה בזמן פעימת הלייזר הבאה, ובכך להפחית בהצלחה הדיפוזיה התרמית הנגרמת על ידי הדיפוזיה התרמית של החוט, ובכך להפחית בהצלחה את הדיפוזיה התרמית הנגרמת על ידי הדיפוזיה התרמית של החוט. בדרך זו, עוצמת ההפרעה בזרימת האוויר הנגרמת על ידי דיפוזיה תרמית מופחתת בהצלחה. בנוסף, פריקת קורונה המושרה על ידי חוט האור הנוצר על ידי רוח היונים היציבה יכולה גם להתגבר ביעילות על זרימת האוויר הסוערת העצמית של חוט האור, תוצאות הניסוי מראות כי תחת פעולת השדה החשמלי החיצוני של אור בתדר גבוה (1 קילו-הרץ). ניתן לשפר את יציבות ההצבעה המרחבית של נימה וסופר-רצף אור לבן לפחות פעמיים, ובמקביל, יציבות העוצמה הספקטרלית של אור הלייזר הלבן שופרה משמעותית, החוקרים משתמשים ב-1 kHz / 6.54 mJ femtosecond דופק לייזר באוויר באמצעות פעימות לייזר של 1 kHz/6.54 mJ פמט-שניות באוויר, החוקרים השיגו בהצלחה מקור אור לבן בספקטרום סופר-רצף מיוצב של 3.55 mJ. עבודה זו פותרת ביעילות את הבעיה הבינלאומית של ריצוד הצבעה וריצוד עוצמתי של חוט גז לייזר בתדירות גבוהה, אשר לא רק פותחת את הדרך להפקת מקור אור לבן בעל תדר גבוה, יציב ובעל אנרגיה גדולה באוויר, אלא גם מתרחבת. הזדמנויות חדשות ליישומים אחרים כגון מקור קרינה משני, הדמיה ומיקרו-עיבוד חומרים המבוססים על נימה בתדר גבוה.
SIPM עשתה התקדמות משמעותית ביצירת לייזר אור לבן יציב ובעל אנרגיה גבוהה באוויר.
איור 2 (א) סטיית תקן של הספקטרום העל-רציף קדימה של לייזר אור לבן וזווית הצבעה של חוט נימה (SDEV) ב-1 kHz כפונקציה של מתח גבוה המופעל. (ב) זווית פיזור SDEV של אור SC קדימה (ב) וחוט (ג) בשיעורי חזרות לייזר שונים. (ד) שינוי של שדה חשמלי אפקטיבי המופעל על החוט כפונקציה של מתח גבוה טעון.
איור 3 (א) השוואה של ספקטרום אור לבן של ספקטרום סופר-רציף קדימה עם (FIL + 55 kV) וללא (FIL) מתח גבוה DC חיצוני, עם ספקטרום הלייזר הראשוני של הבלתי חוטי (noFIL) כהתייחסות. (ב) יחס אות לרעש (1 קילו-הרץ) של עוצמת הספקטרום העל-רציף במתחים גבוהים מיושמים שונים. (ג) ספקטרום Supercontinuum אנרגיית לייזר של אור לבן כפונקציה של אנרגיית לייזר משאבת (אורך מוקד עדשת המיקוד הוא 1 מ').
