Генерация суперконтинуума выходит на новый уровень

Генерация суперконтинуума — основная задача нелинейной оптики после изобретения лазера. Используя сверхтонкие источники света, ученые на порядок повысили качество когерентного излучения и снизили энергозатраты.

С момента изобретения лазера в 1960 году нелинейная оптика стремилась расширить спектральный диапазон света и создать более совершенные частотные модели. Целью разработчиков стала генерация суперконтинуума (SC) — когерентного излучения со максимально широким спектром, перекрывающим как минимум одну оптическую октаву как в видимом, так и в инфракрасном диапазоне.

Однако традиционные источники суперконтинуума основаны на слабой оптической нелинейности третьего порядка, что требует больших длин взаимодействия для получения широкого спектрального выхода. Оптическая нелинейность второго порядка обеспечивает гораздо большую эффективность и меньшие требования к энергопотреблению, хотя несовпадение фаз в объемных кристаллах традиционно ограничивало их спектральный охват и общую эффективность.

В исследовании, опубликованном в журнале Light: Science & Applications, совместная группа ученых из университетов Аалто и Тампере (Финляндия) и Пекинского университета (КНР) под общим руководством профессора Чжи Пэй Суна продемонстрировало революционный метод генерации когерентного света. Инновационный подход основан на нелинейном оптическом преобразовании частоты второго порядка с понижением частоты без согласования фаз в ультратонких кристаллах селенида галлия (GaSe) и дийодида оксида ниобия (NbOI2).