【儀表網 研發快訊】近期，中國科學院上海光學精密機械研究所超強激光科學與技術全國重點實驗室與羅素先進光波科學中心團隊，基于緊湊型級聯空芯毛細管光纖系統，成功實現147-520 nm波段連續可調諧色散波高效產生。相關研究成果以“Tunable VUV-to-VIS ultrafast pulses generation in hollow capillary fibers with 15.7% dispersive-wave efficiency at 320 nm”為題，發表于Optics Express。
充氣空芯毛細管光纖具有高損傷閾值、寬帶傳輸窗口、色散與非線性靈活調控等優點，是超短脈沖壓縮與高效頻率變換等領域的理想研究平臺。基于充氣空芯毛細管光纖的色散波輻射技術，能夠使近紅外驅動激光脈沖高效率頻率變換至短波長光譜區，調諧范圍覆蓋可見光至真空紫外波段，是產生高品質、超短脈寬、波長連續可調諧飛秒激光的前沿技術。近年來，研究團隊系統地開展了空芯毛細管光纖中可調諧紫外色散波輻射研究，取得了一系列創新研究成果，包括成功實現微焦級紫外色散波的高精度時域測量[Optics Letters 47,4830 (2022)]，孤子分裂驅動的超寬譜紫外色散波輻射[Nature Communications 15,8671 (2024)]，單級空芯毛細管光纖可調諧紫外色散波產生[Optics Letters 50,2606 (2025)]等。
近期，研究團隊發展了緊湊型級聯空芯毛細管光纖的可調諧色散波輻射裝置。通過系統優化空芯光纖、光纖內填充氣體的類型與氣壓以及驅動激光脈沖等參數，實現了從真空紫外至可見光波段(147-520 nm)的寬帶連續可調諧超快激光輸出，調諧范圍相比此前報道的同類型裝置拓寬2倍以上。此外，通過色散波藍移效應調控，顯著提升了深紫外至近紫外波段(200-360 nm)的色散波脈沖能量轉化效率。特別是在320 nm波長處，實現了15.7%的高轉換效率(當前該波段最高紀錄)。該成果為開發緊湊型真空紫外-可見光波段連續可調諧超快激光源提供了關鍵技術路徑，在超快光譜學與超快電子學等領域具有重要的應用前景。
相關研究得到了國家自然科學基金，上海市科技創新行動計劃等項目的支持。
圖 1(a) 真空紫外至可見光波段連續可調諧色散波光譜，(b)和(c) 深紫外至近紫外波段色散波能量與效率。
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