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拉平曲线:纳米薄膜增强超连续谱版

物理学 2022-09-09 23:59:14

中国科学院 (一)纳米薄膜增强外露芯纤维示意图

顶部插图是纤维横截面的扫描电子显微图像,底部插图显示了纤芯区域的横截面示意图

红色虚线圆圈表示核心

(b)改善具有陡的纳米膜梯度∨1的光纤的测量光谱输出

1纳米/毫米(59-144纳米厚度,68毫米纤维长度,粉红色),相比之下,纳米薄膜厚度几乎均匀(62-70纳米厚度,70毫米纤维长度,紫色)且起始厚度相似

中心泵浦波长由垂直虚线表示

荣誉:蒂尔曼·吕赫德、亨里克·施耐德温德、埃里克·沙尔特纳、海克·艾本德罗夫-海德堡姆和马库斯·阿

施密特 通过超快超连续谱产生提供具有定制特性的光代表了非线性科学研究的一个活跃领域

德国和澳大利亚的一项研究合作提出了一个新概念,在微结构暴露的纤芯纤维中包含纵向变化厚度的纳米薄膜

这提供了低输入能量、宽带和光谱平坦的近红外光谱,具有高脉冲间稳定性,为生物光子学、医学诊断、环境科学或计量学等领域建立了一类新型光源

光谱光源是所有新兴现代光学技术的主要基本模块之一

医学诊断、基础科学和环境筛查中的各种应用提出了很高的要求,在光谱范围和均匀性、强度和稳定性方面有各自不同的要求

例如,光学相干断层扫描需要一个平坦的光谱来确保人类视网膜的高分辨率扫描

此外,现场应用手持光谱学支持能量供应有限的轻量级解决方案

基于光纤的超连续谱光源是从单个激光器产生宽带光的有前途的技术,因此有必要用非常规方法对这种非线性频率转换过程进行详细的研究和优化

德国耶拿莱布尼茨光子技术研究所(莱布尼茨·IPHT)的科学家,由马库斯·阿教授领导

施密特与澳大利亚阿德莱德市阿德莱德大学合作,在《光的先进制造》上发表的一篇新论文中提出了一个改进超连续谱光源的新概念

他们工作的关键是在微结构纤维中加入精确沉积的纳米薄膜

纳米薄膜可以通过直接在光芯上的光纤中的开放通道通过溅射来添加

作者声称:“拥有沿整个纤维长度任意定制纳米薄膜厚度的自由会产生有趣的物理现象。”

“特别是通过倾斜沉积室中的纤维来增加纳米薄膜梯度的厚度已被证明是有用的

“这些梯度改变了光纤中不同位置的非线性频率转换条件,产生了许多不同波长的光,并填充了宽而平坦的输出光谱

这允许在低输入能量下产生宽且平坦的光谱

科学家评论说,“低输入能量与避免高阶孤子分裂和调制不稳定性相结合,确保了高相干性和出色的脉冲稳定性,例如,这与光学频率计量相关

“最重要的是,与厚度不变的纳米薄膜增强型光纤相比,带宽向红外方向扩展

他们生动地解释说:“这就像拉曼频移孤子在向更长波长改变色散的波上冲浪。”

它们将纵向变化的光学谐振包括到波导中的一般概念不限于光纤,并且可以灵活地与高折射率材料如金属氧化物、硫族化物和半导体的r安歌一起使用

他们补充说:“这将新型定制光源的生产挑战从绘制精确的纤维转移到了沉积层,这在世界范围内更为普遍。”

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