西班牙ICFO研究展示了跨越7个光学八度的高功率光源


西班牙ICFO研究展示了跨越7个光学八度的高功率光源


文章图片


西班牙ICFO研究展示了跨越7个光学八度的高功率光源


文章图片


西班牙ICFO研究展示了跨越7个光学八度的高功率光源


据悉 , 西班牙巴塞罗那ICFO的研究人员开发了一种非常明亮的光源 , 覆盖了从紫外线到太赫兹波长的7个光学八度 。

覆盖7个光学八度的明亮光源 。 桌面源跨越UV-THz波长 , 比最强大的同步加速器亮5倍 。 西班牙巴塞罗那ICFO的研究人员开发了一种非常明亮的光源 , 覆盖了从紫外线到太赫兹波长的7个光学八度 。 桌面相干源的光谱亮度比最亮的同步加速器高5个数量级 , 同步加速器是大型设备 。 通过消除机械调谐或同步众多窄光谱源的需要 , 新光源能够实现各种强场、超快和分子光谱应用 。 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 。 来自ICFO -光子科学研究所的Lenard Vamos博士在12月11日至15日在西班牙巴塞罗那举行的光学激光大会上介绍了他的小组的新研究 。 本报告题目为“高亮度7倍音阶相干光源” 。 Vamos博士评论说:“相干光谱带宽和高亮度的结合允许实现新的高光谱超快光谱 , 没有时间抖动 。 这将使我们能够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 。 ”拓宽光谱范围研究人员结合了三种非线性技术 , 实现了从340到40000纳米的光谱范围 , 这将允许一个源用于许多分子光谱应用 。 利用抗共振反射光子晶体光纤中首次孤子自压缩和色散波的产生 , 实现了3.5 fs的短脉冲和340 ~ 6000 nm的超连续谱 。 然后应用脉冲内差频产生将输出频谱扩大到40000 nm 。 通过改变孤子自压缩压力 , 可以将光源的光谱强度调整到对特定实验最有用的范围 。 例如 , 作者表明 , 25bar(2500kPa)以上的压力可提供340至360纳米之间的明亮UV输出 。 它们还显示出高达2.5兆瓦的紫外峰值功率和1.8兆瓦的太赫兹峰值功率 。 Vamos博士补充说:“我们目前正在使用这种光源来光学探测量子材料(如高温度超导体)中量子相变的非线性特征 。 在这里 , 我们已经证明了这样一个源可以直接识别这种复杂材料的各种量子特性 。 ”

ICFO从事经典通信领域的研究 , 涵盖集成光学、光电子学和光纤器件等领域 。 我们还研究了基于纳米光子学和量子技术的颠覆性方法 。 纳米光子学提供了前所未有的微型化潜力 。 量子信息系统代表了专门通信系统设计的质的飞跃 , 用于商业或战略利益的高安全性交易 。 正在进行的研究重点集中在先进显示、等离子体器件、纳米天线的发光和检测、宽范围透明超薄膜电极、新型微纳米制造技术、紧凑量子密码学、量子卫星通信(由欧洲航天局赞助)、量子存储器、量子计算和先进量子信息协议等不同领域 。 ICFO与全球的研究中心、大学和企业合作 。
太赫兹(Tera Hertz , THz)是波动频率单位之一 , 又称为太赫 , 或太拉赫兹 。 等于1000000000000Hz , 通常用于表示电磁波频率 。
太赫兹是一种新的、有很多独特优点的辐射源;太赫兹技术是一个非常重要的交叉前沿领域 , 给技术创新、国民经济发展和国家安全提供了一个非常诱人的机遇 。
THz波(太赫兹波)包含了频率为0.1到10THz的电磁波 。 该术语适用于从电磁辐射的毫米波波段的高频边缘(300 GHz)和低频率的远红外光谱带边缘(3000 GHz)之间的频率 , 对应的波长的辐射在该频带范围从0.03mm到3mm(或30~3000μm) 。
THz 脉冲的典型脉宽在皮秒量级 , 不但可以方便地进行时间分辨的研究 , 而且通过取样测量技术 , 能够有效地抑制远红外背景噪声的干扰 。 目前 , 脉冲THz 辐射通常只有较低的THz 射线平均功率 , 但是由于THz 脉冲有很高的峰值功率 , 并且采用相干探测技术获得的是THz 脉冲的实时功率而不是平均功率 , 因此有很高的信噪比 。 目前 , 在时域光谱系统中的信噪比可达10^5或更高 。
THz 脉冲源通常只包含若干个周期的电磁振荡 , 单个脉冲的频带可以覆盖从GHz 直至几十THz 的范围 , 许多生物大分子的振动和转动能级 , 电介质、半导体材料、超导材料、薄膜材料等的声子振动能级落在THz 波段范围 。 因此THz 时域光谱技术作为探测材料在THz 波段信息的一种有效的手段 , 非常适合于测量材料吸收光谱 , 可用于进行定性鉴别的工作 。

推荐阅读