覆盖从紫外到太赫兹波段的高亮度相干光源

中红外脉冲频谱在产生脉冲的电场背景中逐渐变宽

图片来源: ICFO/L.Maidment，u. Elu & j. Biegert

  光学分析方法对我们的现代社会起到很重要的作用，它可以快速且安全地识别固体、液体或气体中含有哪些物质，其原理是光谱中不同波长的光以某种方式与这些物质相互作用。例如，紫外线可以直接激发物质内部的电子跃迁，而太赫兹可以探测分子振动情况。

  这些年来，科技不断发展，我们已经可以实现高光谱成像，依此科学家能够观察分子折叠、旋转或振动等行为，进一步地我们可以识别癌症标记物、温室气体、污染物及其它对我们有害的物质。这些超灵敏的技术可用于食品检查、生物化学传感甚至文化遗产方面，它们用来研究古代物品、绘画或雕塑材料的结构。

  这些光学探测技术现存的一个挑战是缺少合适的光源，该光源需有足够的亮度以覆盖如此大的光谱范围。 同步加速器能够提供大范围的光谱，但是它们不具备激光的时间相干性，并且此类光源仅适合在大型设备中应用。

  最近，在Nature Photonics上最新发表的一项研究中，来自ICFO，Max-Planck科学研究院，Kuban State大学和Max-Born研究所的非线性光学和超快光谱学的国际研究人员带领 ICFO Jens Biegert的ICREA教授研究出一种紧凑的高亮度中红外驱动光源，该光源将充气反共振环光子晶体光纤与新型非线性晶体相结合。该台式光源提提供从340 nm到40000 nm的7倍频程相干光谱，光谱亮度比最亮的同步加速器设备之高2-5个数量级。