Спектральные источники света являются одним из ключевых базовых модулей всей будущей передовой оптической технологии. Высокие требования предъявляются к различным приложениям в фундаментальной науке, медицинской диагностике и экологической экспертизе с независимо разными требованиями в отношении спектрального диапазона и однородности, стабильности и интенсивности.

Например, для оптической когерентной томографии требуется плоский спектр, чтобы гарантировать сканирование сетчатки глаза человека с высоким разрешением. Более того, портативная спектроскопия в полевых условиях предпочитает легкие решения с минимальным энергопотреблением.

Поскольку волоконно-оптические источники суперконтинуума представляют собой подходящую технологию для получения широкополосного света от одного лазера, необходимы всестороннее исследование и оптимизация этого процесса нелинейного преобразования частоты с использованием нетрадиционных подходов.

Исследователи из Института фотонных технологий им. Лейбница (Leibniz IPHT) в Йене, Германия, во главе с профессором Маркусом А. Шмидтом в партнерстве с Университетом Аделаиды, Аделаида, Австралия, предлагают уникальную концепцию усиления источников света суперконтинуума в новая статья, опубликованная в Light Advanced Manufacturing .

Ключевым моментом их исследования является включение точно нанесенных нанопленок в микроструктурированные волокна. Нанопленки могут быть внедрены путем распыления через открытый канал в волокне непосредственно на оптическую сердцевину.

«Возможность произвольно изменять толщину нанопленки по всей длине волокна приводит к интересной физике» утверждают исследователи. «Доказано, что особенно полезны градиенты нанопленки, увеличивающие толщину за счет наклона волокна в камере осаждения».

Эти градиенты изменяют условие нелинейного преобразования частоты в различных местах волокна, чтобы формировать свет на многих разных длинах волн и покрывать широкий и сглаженный выходной спектр. Это позволяет формировать широкие и плоские спектры при низком вложении энергии.

Исследователи добавляют: «Низкая входная энергия в сочетании с недопущением деления солитонов высокого порядка и модуляционной нестабильности обеспечивает высокую когерентность и отличную стабильность импульса к импульсу, что, например, важно для метрологии оптической частоты».

Кроме того, ширина полосы пропускания увеличена в сторону инфракрасного излучения по сравнению с волокнами, оптимизированными для нанопленок стабильной толщины.

«Это похоже на серфинг солитонов с рамановским сдвигом на волне изменяющейся дисперсии в сторону более длинных волн» – они ясно разъясняют.

Их общая идея включения продольно различных оптических резонансов в волноводы не ограничивается волокнами и может использоваться универсальным образом с различными материалами с высоким коэффициентом преломления, такими как халькогениды, оксиды металлов и полупроводники.

«Это смещает проблему производства новых специализированных источников света с вытяжки точных волокон на нанесение слоев, что более широко доступно во всем мире» – заключили они.

Ссылка на журнал:

Lühder, T.A, M., и др. . (2021) Продольные нанопленки с контролируемой толщиной на открытых сердцевинных волокнах, позволяющие генерировать спектрально сглаженный суперконтинуум. Легкое передовое производство . doi.org/10.37188/lam.2021.021.

Источник: http://english.ciomp.cas.cn/[19459009visible