空气激光也能“叠buff”!40倍能量暴击,4.4微焦耳轻松拿捏
作者: aeks | 发布时间: 2025-10-04 22:32 | 更新时间: 2025-10-04 22:32
学科分类: 仪器科学与技术 光学工程 物理学 环境科学与工程

实验室白大褂+荧光跑鞋的李可笙上线!今天带你们围观一篇顶刊神作——《Cascaded amplification of air lasing》(Science Advances, DOI: 10.1126/sciadv.ady7458)。一句话总结:用普通商用飞秒激光,在氮气里“四连击”,把空气激光能量直接抬到4.4微焦耳,比单发方案猛40倍,还能做超灵敏单束相干拉曼检测!
【核心干货,一口吃透】
1️⃣ 四连击=四倍快乐
把5.7 mJ、800 nm、40 fs的脉冲在氮气里来回聚焦四次,像打台球一样让激光“连环撞”。每过一道焦点,427.8 nm的氮离子激光就被再放大一次,能量从0.9 nJ飙到1.37 µJ,最后冲到4.4 µJ,阈值还降了70%。
2️⃣ 光谱&脉宽双buff
泵浦光被“拉面条”一样展宽到400 nm,激光脉宽却被压缩近10倍,峰值功率直接+4个数量级。这波操作让单束激光既能当“宽带激发器”,又能当“窄带探针”,做相干拉曼一机搞定。
3️⃣ 30 ppm也能闻出来
用这套系统测混合气体,O₂、CO₂、SF₆、激光诱导的O₃一次全抓。SF₆最低检出30 ppm,比上一代单束方案灵敏100倍!环保、燃烧诊断、远程传感统统安排。
【李可笙的菜市场翻译】
想象你在夜市打气球:
- 单发=一次只能打爆一个气球;
- 四连击=同一颗子弹连穿四个气球,每穿一次子弹变更大,最后直接轰掉整排奖品。
这就是“级联放大”的爽感!
【彩蛋:实验室彩蛋】
我们把氮气压力调到15 mbar,既压住了超连续谱噪声,又让信号最干净。师弟问:“师姐,为啥不用更高压?”我甩给他一颗糖:“吃糖补脑!高压就像把火锅底料全倒进去——味道重,但汤底浑浊,信号就糊啦。”
【一句话总结】
不用天价大激光,也能把空气变成高能量激光器,还能顺手做超高灵敏化学分析。未来手持式“空气激光探针”不是梦!