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白光激光的优点及应用前景

作者:handler发布时间:2021-07-20 11:21点击:872

  与普通白光光源(如日光灯、白炽灯、白光led灯等)相比,白光激光光源、短波激光光源和超连续激光光源具有亮度高、峰值功率强、频率覆盖范围广等优点。它们广泛应用于科学研究、国防、军事、照明、通信技术、信息技术、工业生产、生物医学、环境检测等领域的国际应用价值,得到了高度重视。

  白色激光作为一种新型的激光光源,具有方向性好、能量密度高、超连续谱、带宽大、中心波长灵活、时间和空间相干性高等优点,极大地拓展了激光技术的功能和应用范围。白光或太阳光在空间和时间上是完全相干的光。激光束不仅高度准直,不发散,而且可以聚焦到很小的区域。不同颜色之间的振幅和相位完全锁定通过调整这些振幅和相位,可以随意改变激光的时间脉冲形状,并产生脉冲宽度非常短的激光脉冲(飞秒和亚飞秒)这样的太阳激光将能够在空间和时间上实现聚焦和汇聚光能的双重效果,在很短的时间内释放出很小的区域能量,从而形成很高的瞬时功率密度。

  白激光作为一种新型的激光光源,广泛应用于基础科学研究、通信信息、工业生产、国防、军事、生物医学和环境检测等领域简介如下:

  一理化与材料科学基础研究

  激光已广泛应用于基础科学研究,包括物理、化学和材料科学等多个领域通过激光与物质的相互作用,我们需要获得微观世界中物质的信息,从而了解原子、分子和固体、液体等物质的物质状态和属性,从而达到理解和应用微观世界的目的。与传统的激光器不同,白光激光器具有超连续、超宽带和完全相干的特点,使其在普通激光力以外的许多领域发挥着不可替代的重要作用。这种应用集中在国内外许多研究型大学和研究机构,具有可观的经济效益和社会效益。

  (1)高精度光谱学:原子、小分子、生物大分子、固液材料等具有多种能级,反映电子运动、原子振动、分子旋转等物质运动形式的运动。它们的能量尺度变化很大,从几个电子伏特到几个毫电子伏特不等,对应的激光波长是紫外到远红外波段,各种激光光谱方法和技术(如荧光光谱、拉曼光谱、光致发光光谱、红外光谱、非线性光谱等)通常用于检测这些物质的运动。白光激光器的中心波长可以分布在紫外、可见光、近红外和中远红外等不同波长,每一波长都可以覆盖一个宽的超连续谱带。因此,每台白光激光器都可以实现对材料微观物理化学过程和材料物理性能的多模态检测,从而获得丰富多样的微观运动状态信息,每一项都增加了深入细致的了解和理解。

  (2)化学分子反应动力学:化学分子反应动力学过程的时间尺度为几皮秒到几飞秒。白光激光的光谱范围远远超过普通钛宝石飞秒脉冲激光。这些相干光谱成分经过相干合成技术,可以产生短至一飞秒的激光脉冲。当然,它们也能产生长到皮秒甚至纳秒的激光脉冲。因此,由白光激光产生的超短脉冲激光可以用来探测化学分子反应动力学的精细信息更重要的是,白激光的中心波长可以调节,这意味着超短脉冲激光的中心波长也可以调节。因此,我们可以选择合适的超短脉冲激光来探测和观察特定化学分子的敏感带。