Китайские исследователи вывели технологию твердотельных вакуумных ультрафиолетовых лазеров на новый уровень, достигнув рекордно короткой длины волны с помощью нового специализированного кристалла.
В своем проекте ученые использовали нелинейно-оптический кристалл — фторборат аммония (NH₄BF₄) или ABF. Он позволил команде создать вакуумный ультрафиолетовый лазерный луч с длиной волны 158,9 нм путем прямого удвоения частоты. Исследование опубликовано в журнале Nature.
Ученые Китайской академии наук впервые синтезировали ABF в 2016 году. Они потратили 10 лет на то, чтобы вырастить его до сантиметровых размеров с высоким оптическим качеством. Благодаря этим усилиям кристалл стал пригоден для использования в реальных лазерных устройствах, а не только для лабораторных демонстраций.
Он сочетает в себе свойства, которые редко встречаются в одном материале: высокую прозрачность в вакуумном ультрафиолетовом диапазоне, сильную нелинейную оптическую активность и достаточное двулучепреломление для фазового согласования на экстремально коротких длинах волн.
Добавив фтор в кристаллическую структуру бората и тщательно контролируя ее, команда разработала более широкую стратегию создания будущих вакуумных ультрафиолетовых нелинейно-оптических материалов.
Помимо длины волны 158,9 нм, лазер на свободных электронах генерирует наносекундные импульсы с энергией 4,8 миллиджоуля. Кроме того, эффективность преобразования составляет около 6%. Эти показатели являются рекордными для вакуумных ультрафиолетовых лазеров, созданных методом генерации второй гармоники.
По словам разработчиков, технология может найти применение в квантовых вычислениях, на космических платформах, в производстве микросхем и точном производстве.
Ранее Наука Mail рассказывала, что в Томске создали лазер, который формирует белый свет внутри одного пучка без сложения отдельных цветов.
