美国国家科学研究所(INRS)的研究人员发现了一种经济有效的方法，可以将激光的光谱调到红外波段，这对许多激光应用都很有意义。他们与奥地利和俄罗斯的研究团队合作开发了这项创新，现在已成为专利申请的主题。他们的研究成果最近发表在美国光学学会协会(OSA)的旗舰杂志“Optica”上。 

一束激光光脉冲（蓝色）从左侧进入充满氮气（红色分子）的空心光纤中，沿着传播方向，光谱向更长的波长方向展宽，如图所示为橙色输出光束（右）

在此研究领域中，如果激光波长位于红外区域并可能在红外区域可调，则许多激光应用都具有决定性的优势。但是，当前的超快激光技术仍然很难做到这一点，科学家需要探索各种非线性过程来改变发射波长。特别是，到目前为止，光参量放大器(OPA)是迄今为止红外窗口的唯一公认的工具。尽管OPA系统提供了广泛的可调性，但它们很复杂，通常由多个阶段组成，并且非常昂贵。 

Luca Razzari教授与Roberto Morandotti教授合作的研究团队已经证明，大波长的可调性可以通过一种简单且便宜的系统来实现：一种充满氮气的中空芯（毛细管）光纤。另外，这种方法很容易传递比输入激光更短的光脉冲，并具有较高的空间质量。 

不对称光谱展宽

通常，中空纤维填充有单原子气体，如氩气，以对称地加宽激光器的光谱，然后将其压缩为更短的光脉冲。研究小组发现，通过使用诸如氮气这样的分子气体，光谱加宽仍然是可能的，但是出乎意料。 

“光谱并没有对称地扩散，而是朝着能量较低的红外波长转移，令人印象深刻。这种频移是与气体分子旋转相关的非线性响应的结果，因此，可以通过改变气体压力来控制(即分子数量)”，Razzari小组的负责人Riccardo Piccoli博士解释说。 

一旦光束向红外方向展宽，研究人员就对输出光谱进行滤波，只保留感兴趣的波段。通过这种方法，能量在比输入短三倍的脉冲中转移到近红外光谱范围(效率与OPA相当)，而无需任何复杂的装置或额外的脉冲后压缩系统。