水能產生寬光譜超連續白激光，其波長範圍令人印象深刻。研究人員在製造從紫外線到遠紅外線波長廣泛的超寬頻白光雷射光源方面取得了顯著進展。這些先進的雷射可用於多個領域，包括廣泛成像、微量化學、電信、雷射光譜學、感測和超快科學領域。

華南理工大學洪麗紅團隊的實驗照片顯示，強烈的白光雷射投射出一道絢麗的彩虹。圖片來源：華南理工大學L. Hong 等人。

然而，這種追求面臨挑戰，尤其是在選擇合適的非線性介質方面。傳統的固體材料雖然效率高，但在高功率峰值條件下容易造成光損傷。氣體介質雖然不易損壞，但普遍存在效率低和技術複雜的問題。

華南理工大學的研究人員最近採取了一項非常規舉措，將水作為一種非線性介質。水資源豐富，價格低廉，即使在高功率雷射的作用下，也不會對光學造成破壞。正如開放取用期刊《先進光子學》（Advanced Photonics Nexus）所報道的那樣，水引起的光譜展寬涉及增強的自相位調製和受激拉曼散射，從而產生了一種超連續白光激光器，其435奈米的10分貝頻寬覆蓋了令人印象深刻的478​​-913奈米範圍。

在進一步創新的過程中，研究人員將水與啁啾週期極化鈮酸鋰晶體（CPPLN）晶體結合起來，而這種晶體以其強大的二階非線性功率而聞名。這種合作不僅擴大了超連續白光雷射的頻率範圍，還使其輸出光譜更加平坦。據通訊作者李志遠教授介紹：”級聯水-CPPLN模組為實現脈衝能量強、光譜平坦度高、頻寬超寬的’三高’白光激光器提供了一條長壽命、高穩定、低成本的技術路線。 “

這項水-CPPLN 合作計畫的產出前景廣闊。這種超寬頻超連續光源的脈衝能量為0.6 mJ，10 dB 頻寬超過一個倍頻程（413-907 nm），在超快光譜學和超光譜成像方面具有潛力。

李志遠指出：”它能在極端光譜頻寬上以高信噪比提供物理、化學和生物過程的高分辨率。它為製造具有強脈衝能量、高光譜平整度和超寬頻寬的長壽命、高穩定性和廉價白雷射開闢了一條有效途徑，為科學研究和應用的新可能性鋪平了道路”。

編譯來源：ScitechDaily