2023年8月15日,华南理工大学物理与光电学院李志远教授领导的团队,利用 3 mJ 脉冲能量的钛宝石飞秒激光作为泵浦源,以熔融石英-铌酸锂啁啾非线性光子晶体级联模块为工作介质,基于二阶和三阶非线性协同作用的高效超宽带二次谐波产生方案,成功实现了mJ量级、3 dB 带宽覆盖 385-1080 nm 的超平坦、超宽带白光飞秒激光的产生,并以此成功开发了一台单发飞秒脉冲激光光谱仪,已初步应用于单种成分或多种成分的原子和分子吸收光谱的单发脉冲超快测量。研究成果以“Intense and Superflat White Laser with 700-nm 3-dB Bandwidth and 1-mJ Pulse Energy Enabling Single-Shot Subpicosecond Pulse Laser Spectroscopy为题目发表在Science伙伴期刊、中国科协主办的综合性期刊Research(Volume 6, Article ID 0210)上。该文章第一作者为华南理工大学博士研究生洪丽红,通讯作者为李志远教授。
这项工作最大的创新在于首次将激光光谱仪的照明光谱范围扩展到从紫外至近红外(3 dB带宽覆盖385-1080 nm),并具有超高光谱平坦度(700 nm 3dB带宽)、超高脉冲能量(>1 mJ水平)和百飞秒量级的脉冲持续时间等优越特性。这种单发光谱仪能够对涵盖极宽的紫外-可见-近红外光谱范围的单个或多个物种的大量吸收谱线进行完全采样,从而为研究多物种和多过程的高时间分辨率的原子和分子尺度超高速动力学提供了一个非常有前途的探测工具和技术手段。这一款自主研发的超宽带、高时间分辨率单发光谱仪有望成为基础科学领域,如原子、分子和光学物理、凝聚态物理、分析化学、物理化学、分子和细胞生物学、材料科学,以及高科技领域如电子学、光电子学、量子通信、环境监测、医学诊断、前沿光谱成像等应用的一个重要的实验技术手段。
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