美飛秒級超短脈沖激光束整形技術獲突破

　　美國普度大學的工程專家近日在《自然光子學》網絡版上宣稱，他們可以對超短光脈沖的光譜性質進行精細調控，從而為制造更先進的傳感器和更精密的實驗室儀器、研發更高效的通訊技術奠定基礎。

　　在高速攝影中，常使用閃光燈來將快速運動的物體（如子彈）瞬間定格。激光脈沖與閃光燈有點類似，但速度要比閃光燈快上百萬倍，其閃光時間只能持續1皮秒（一萬億分之一秒）到1飛秒（一千萬億分之一秒）。

　　普度大學電子與計算機工程學院著名科學家安德魯·韋納教授介紹說，如果把一個脈沖從開始到結束的光的性質用圖形表示出來，由于光的強度變化，不同時段的光將呈現出不同的特定形狀。“脈沖整形”就是指對這些光的強度進行精細的調控。

　　如果把激光脈沖分割成幾十萬個片斷，每一個片斷都代表了組成該脈沖的光譜中各不相同的一小部分。這些片斷通常稱為“梳狀線帶”，因為將它們用圖形表示出來時，就好像一個個的梳子齒一樣。整個的脈沖列則稱為“飛秒光學頻率梳”。

　　在這項新的研究中，韋納及其小組成員對一個單脈沖“飛秒光學頻率梳”中的100條“梳狀線帶”進行了精確的“脈沖整形”，這在世界上還是首次。

　　通過精確控制激光脈沖的精細頻率結構，研究者希望制造更先進的、可以檢測和測量有害物質及污染物的光學傳感器，以及用于實驗室的超靈敏光譜儀；開發基于光學的通訊系統，這種系統傳輸的信息容量將大大增加，同時帶寬將增加，傳輸質量也會更好。

　　但要完全實現這樣的目標，需要精確調控每個單脈沖中的10萬到100萬條“梳狀線帶”。韋納認為，盡管前面還會面臨巨大挑戰，但目前取得的成果是一個具有重要意義的里程碑。