新共振器將紅外光變成高能紫外光

現(xiàn)有的紫外光源功率較低，笨重且昂貴，美國(guó)密歇根大學(xué)研究人員開發(fā)出一種更加智能化的方法來(lái)高密紫外光源，而且耗能更少，在信息存儲(chǔ)、顯微儀器和化學(xué)分析方面具有廣泛應(yīng)用前景。該研究發(fā)表在出版的《光學(xué)快遞》上。

研究人員改進(jìn)了一種光學(xué)共振器，能將廉價(jià)的電信紅外光變成高能紫外激光束。該共振器是一種毫米級(jí)的鈮酸鋰回音廊式共振器，內(nèi)部制作成精密的結(jié)構(gòu)并經(jīng)過(guò)拋光使其表面變得極為光滑，當(dāng)輸入光束通過(guò)內(nèi)部的共振線路后，就會(huì)獲得能量。

研究人員解釋說(shuō)，新型共振器是一種4倍頻的激光發(fā)生器，能連續(xù)發(fā)射紫外光。在實(shí)驗(yàn)中，他們驅(qū)動(dòng)電信紅外光束與共振器結(jié)合，通過(guò)一個(gè)鉆石棱鏡能產(chǎn)生紫外、可見、近紅外和紅外四種光譜，并可通過(guò)多模光纖收集。

“如果把激光從綠變藍(lán)，它的效率就會(huì)下降，要是變成紫外激光就更困難。這一法則zui先由愛因斯坦提出來(lái)，用以解釋為何綠色激光指示器中包含的不全是綠色激光，它其實(shí)是把一種紅色激光的波長(zhǎng)一分為二變成了綠色激光。”領(lǐng)導(dǎo)該研究的密歇根大學(xué)電力工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系副教授莫納·加洛希說(shuō)，“我們優(yōu)化了光學(xué)共振器的結(jié)構(gòu)，能在更寬光波范圍獲得更多能量，用小功率的紅外光制出了低成本而且波長(zhǎng)可調(diào)的紫外光源。”

加洛希還指出，紫外光源在化學(xué)探測(cè)、高清醫(yī)學(xué)成像、高精集成線路印刷以及擴(kuò)展計(jì)算機(jī)內(nèi)存方面有廣泛應(yīng)用。但目標(biāo)波長(zhǎng)越短，生成激光就越困難，效率也會(huì)更低。倍頻轉(zhuǎn)化就像把一個(gè)喇叭的音量調(diào)高，得到一種新頻率的聲音。新技術(shù)驅(qū)動(dòng)光束通過(guò)非線性介質(zhì)，能生成光分支并使其加倍，獲得的紫外光頻率和能量是原來(lái)輸入光束的4倍，波長(zhǎng)是原來(lái)的1/4。