超宽带光源提供从紫外线到太赫兹波长的明亮光线

研究人员已经开发出一种非常明亮的光源，它涵盖七个光学倍频程——从紫外线(UV)到太赫兹(THz)波长。桌面相干源的光谱亮度比最亮的同步加速器高五个数量级，后者是大型设施。

通过消除对众多窄光谱源进行机械调谐或同步的需要，新光源可实现各种强场、超快和分子光谱学应用。例如，同时高精度地识别药物中的有毒分子化合物或研究高温超导的起源。

莱纳德·瓦莫斯(LenardVamos)博士来自ICFO的光子科学研究所将在2022年12月11日至15日的Optica激光大会上展示这项新研究。该演讲题为“高亮度7-Octave-Spanning相干光源”，将在现场和以混合格式在线。

Vamos说：“结合相干光谱带宽和高亮度，可以在没有时间抖动的情况下实现新的高光谱超快光谱学。”“这将允许以前所未有的精度泵送和探测原子、分子、液体和固体中的电荷和核动力学。”

拓宽光谱范围

在这项新工作中，研究人员结合了三种非线性技术，实现了340至40,000nm的光谱范围，这将允许一个光源用于多种分子光谱学应用。抗共振反射光子晶体光纤中的第一个孤子自压缩和色散波生成用于实现3.5fs的非常短脉冲和340至6,000nm的极端超连续谱。然后应用脉冲内差频生成将输出光谱扩展到40,000nm。

有目的的调整

通过改变孤子自压缩压力，可以将光源的光谱强度调谐到对特定实验最有用的范围。例如，作者表明，高于25巴的压力可提供340至360纳米之间的明亮紫外线输出。他们还展示了高达2.5MW的UV峰值功率和1.8MW的THz峰值功率。

Vamos补充说：“我们目前正在使用这个光源来光学探测量子材料(例如高温超导体)中量子相变的非线性特征。在这里，我们已经表明，这样的光源可以直接识别这种复合物的各种量子特性材料。”