【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所超強(qiáng)激光科學(xué)與技術(shù)全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與羅素先進(jìn)光波科學(xué)中心團(tuán)隊(duì)，基于緊湊型級聯(lián)空芯毛細(xì)管光纖系統(tǒng)，成功實(shí)現(xiàn)147-520 nm波段連續(xù)可調(diào)諧色散波高效產(chǎn)生。相關(guān)研究成果以“Tunable VUV-to-VIS ultrafast pulses generation in hollow capillary fibers with 15.7% dispersive-wave efficiency at 320 nm”為題，發(fā)表于Optics Express。
充氣空芯毛細(xì)管光纖具有高損傷閾值、寬帶傳輸窗口、色散與非線性靈活調(diào)控等優(yōu)點(diǎn)，是超短脈沖壓縮與高效頻率變換等領(lǐng)域的理想研究平臺。基于充氣空芯毛細(xì)管光纖的色散波輻射技術(shù)，能夠使近紅外驅(qū)動激光脈沖高效率頻率變換至短波長光譜區(qū)，調(diào)諧范圍覆蓋可見光至真空紫外波段，是產(chǎn)生高品質(zhì)、超短脈寬、波長連續(xù)可調(diào)諧飛秒激光的前沿技術(shù)。近年來，研究團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)地開展了空芯毛細(xì)管光纖中可調(diào)諧紫外色散波輻射研究，取得了一系列創(chuàng)新研究成果，包括成功實(shí)現(xiàn)微焦級紫外色散波的高精度時域測量[Optics Letters 47,4830 (2022)]，孤子分裂驅(qū)動的超寬譜紫外色散波輻射[Nature Communications 15,8671 (2024)]，單級空芯毛細(xì)管光纖可調(diào)諧紫外色散波產(chǎn)生[Optics Letters 50,2606 (2025)]等。
近期，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)展了緊湊型級聯(lián)空芯毛細(xì)管光纖的可調(diào)諧色散波輻射裝置。通過系統(tǒng)優(yōu)化空芯光纖、光纖內(nèi)填充氣體的類型與氣壓以及驅(qū)動激光脈沖等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了從真空紫外至可見光波段(147-520 nm)的寬帶連續(xù)可調(diào)諧超快激光輸出，調(diào)諧范圍相比此前報(bào)道的同類型裝置拓寬2倍以上。此外，通過色散波藍(lán)移效應(yīng)調(diào)控，顯著提升了深紫外至近紫外波段(200-360 nm)的色散波脈沖能量轉(zhuǎn)化效率。特別是在320 nm波長處，實(shí)現(xiàn)了15.7%的高轉(zhuǎn)換效率(當(dāng)前該波段最高紀(jì)錄)。該成果為開發(fā)緊湊型真空紫外-可見光波段連續(xù)可調(diào)諧超快激光源提供了關(guān)鍵技術(shù)路徑，在超快光譜學(xué)與超快電子學(xué)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。
相關(guān)研究得到了國家自然科學(xué)基金，上海市科技創(chuàng)新行動計(jì)劃等項(xiàng)目的支持。
圖 1(a) 真空紫外至可見光波段連續(xù)可調(diào)諧色散波光譜，(b)和(c) 深紫外至近紫外波段色散波能量與效率。
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