【儀表網 儀表研發】近日，波蘭華沙大學成功研制出微型紫外波段飛秒脈沖激光器，其效率比原有設備高出三倍，但其外形僅有指尖大小。
雖然先進的激光技術已經能夠覆蓋更寬的光譜區域，但是大約300nm的紫外波段激光仍然難以實現，特別是制造高強度的短脈沖紫外激光更是難上加難。通常，科學家通過非線性的變頻器，將近紅外激光脈沖轉換成紫外激光脈沖。但是變頻器的調整極其復雜，而且其轉換效率只有10%左右。
波蘭華沙大學的研究人員已經研制了一種轉換效率超過30%的微型三倍頻器，通過級聯二階倍頻器使得單束激光聚焦，以產生246fs的紫外脈沖。通過對非線性和雙折射介質中聚焦的寬帶光場的傳播過程進行三維建模，就能夠實現這種超小型變頻器的設計。
研究人員開發了一個名為“Hussar”的開源仿真軟件，這讓沒有設計經驗的用戶也能夠對多束激光脈沖的傳播進行三維仿真。
仿真軟件Tomasz Kardas說：“一旦我們定義了輸入脈沖的參數，例如脈沖能量、持續時間和空間光束輪廓，軟件就能夠搜索出佳的非線性晶體厚度、光束尺寸、束腰位置等設計指標。令我們驚訝的是，我們按照軟件搜索出的設計指標搭建激光器，并測量了其性能，根據實驗測得的紫外脈沖與仿真結果幾乎完全相同。實驗與仿真結果的一致程度在非線性光學中是相當罕見的。”
將三倍頻的效率提高到30%以上只是研究的步。研究人員正在設法將設備的體積不斷縮小，目前使用的三倍頻器并非一個整體組件，還是由實驗室中的眾多組件搭建而成的。
三倍頻器的設計者之一Pawel Wnuk稱：“實際上，在所有的組件中，一英寸大小的金屬支撐架就是整個設備中大的部分。因此，三倍頻器原型的總體積比以往的設計小了1000倍。”
該研究發表于《科學報告》。
(原文標題：華沙大學研制紫外飛秒脈沖激光器)
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