氮填充的空芯光纤可将激光光谱移至红外波段

INRS国家科学研究所的研究人员介绍了一种将激光光谱调整到红外波段的方法。卢卡·拉扎里的团队与跨国研究团队合作。他们使用了填充氮气的空芯光纤，其产生的光脉冲比输入激光脉冲短，并且具有高空质量。现有的超快激光技术不能或不容易在红外波段调谐，这需要非线性级和其他组件来改变发射波长。

一般来说，空芯光纤含有氩等单原子气体，对称展宽激光光谱，然后再压缩成光脉冲。研究人员已经证明，填充氮气的毛细管光纤可以拓宽激光光谱，光谱可以转向能量较低的红外波长。该反应是由气体分子旋转引起的非线性反应，这意味着科学家可以轻松控制光纤中气体的压力。

激光脉冲(蓝色)从左侧进入空填充有氮(红色分子)的纤芯光纤，传播时会发生光谱展宽至更长的波长，在图中描绘为橙色输出光束(右侧)。这种非线性现象是由激光场中气体分子旋转相关的拉曼效应引起的，如底板示意图所示。图片由里卡多·皮考利(INRS)提供

在光束被扩展(移动到红外波段)后，研究人员过滤输出光谱以保持所需的波段。该方案将激光能量转移到近红外光谱范围，效率与光参量放大器在脉冲(OPA)中相似，其脉冲比输入端短3倍。OPA是转换到红外光谱的既定工具，并且OPA系统也是广泛可调的。新方法不需要外部设备，也不需要额外的后脉冲压缩系统来实现其功能。

维也纳科学家安德留斯·巴尔图斯卡和保罗·卡皮加尼领导了类似的研究。他们用镜子压缩空芯光纤，这有助于调节展宽脉冲的相位，而不是光谱滤波过程。虽然红外光在系统中的传输减少了，没有加拿大团队展示的那么极端，但产生的脉冲要短得多。Carpeggiani说，这种新脉冲的强度使其更适合研究高场物理。

在发现实验的相似性后，租房和租房的研究团队结合各自的专业知识一起研究。在该团队由阿列克谢·热尔蒂科夫在莫斯科指导后，开发了一个理论模型来解释实验结果。三个团队认为，这种新方法有助于满足激光应用和强场应用中长波长和超短脉冲源的需求。高场物理的应用还包括基于激光的应用，如高次谐波产生、光电光谱、等离子体物理和微加工。该团队将基于镱激光技术的工业可调系统确定为另一个应用领域。