Pramonės naujienos

Mokslininkai sukūrė naujo tipo lazerį

2021-12-10
Mokslininkai sukūrė naujo tipo lazerį, kuris per trumpą laiką gali generuoti daug energijos ir kuris gali būti pritaikytas oftalmologijoje ir širdies chirurgijoje arba smulkių medžiagų inžinerijoje. Profesorius Martinas De Steckas, Sidnėjaus universiteto Fotonikos ir optikos mokslų instituto direktorius, sakė: Šio lazerio charakteristika yra ta, kad kai impulso trukmė sumažinama iki mažiau nei vienos trilijonosios sekundės dalies, energija taip pat gali būti " akimirksniu "Dėl to jis yra idealus kandidatas apdoroti medžiagas, kurioms reikia trumpų ir galingų impulsų.
Viena iš paraiškų gali būti ragenos chirurgija, kuri pagrįsta švelniu medžiagų pašalinimu iš akies, o tai reikalauja stiprių ir trumpų šviesos impulsų, kurie nekaitintų ir nepažeistų paviršiaus. Tyrimo rezultatai paskelbti žurnale Nature Photonics. Mokslininkai pasiekė šį puikų rezultatą grįžę prie paprastos lazerinės technologijos, dažniausiai naudojamos telekomunikacijose, metrologijoje ir spektroskopijoje. Šie lazeriai naudoja efektą, vadinamą „vienišomis“ bangomis, kurios yra šviesos bangos, išlaikančios savo formą dideliais atstumais. Solitonas pirmą kartą buvo atrastas XIX amžiaus pradžioje, tačiau jis buvo rastas ne šviesoje, o Didžiosios Britanijos pramoninio kanalo bangose.
Pagrindinis autorius dr. Antoine'as Runge'as iš Fizikos mokyklos sakė: Tai, kad solitoninės bangos šviesoje išlaiko savo formą, reiškia, kad jos puikiai tinka įvairiose srityse, įskaitant telekomunikacijas ir spektroskopiją. Tačiau, nors lazerius, gaminančius šiuos solitonus, lengva gaminti, jie neduos didelio poveikio. Norint generuoti gamyboje naudojamus didelės energijos šviesos impulsus, reikalinga visiškai kitokia fizinė sistema. Dr. Andrea Blanco-Redondo, tyrimo bendraautorė ir „Nokia Bell Labs“ JAV silicio fotonikos vadovė, sakė:
Soliton lazeris yra paprasčiausias, ekonomiškiausias ir galingiausias būdas pasiekti šiuos trumpus impulsus. Tačiau iki šiol tradiciniai solitoniniai lazeriai nesugebėjo tiekti pakankamai energijos, o dėl naujų tyrimų solitoniniai lazeriai gali būti naudingi biomedicinoje. Šis tyrimas grindžiamas ankstesniais Sidnėjaus universiteto Fotonikos ir optinių mokslų instituto komandos atliktais tyrimais, kurie 2016 m. paskelbė gryno ketvirtos eilės solitono atradimą.
Nauji lazerių fizikos dėsniai
Įprastame solitoniniame lazeryje šviesos energija yra atvirkščiai proporcinga jo impulso pločiui. Lygtis E=1/Ï įrodo, kad perpus sumažinus šviesos impulso trukmę, gaunama dvigubai daugiau energijos. Naudojant ketvirtąjį solitoną, šviesos energija yra atvirkščiai proporcinga trečiajai impulso trukmės galiai, tai yra E=1/Ï„3. Tai reiškia, kad jei impulso laikas sutrumpėja perpus, jo tiekiama energija per šį laiką bus padauginta iš koeficiento 8. Tyrime svarbiausia – naujo lazerio fizikos dėsnio įrodymas. Tyrimas įrodė, kad E=1/Ï„3, o tai pakeis lazerių taikymo būdą ateityje.
Šio naujo įstatymo priėmimo įrodymas leis tyrėjų komandai sukurti galingesnius solitoninius lazerius. Šiame tyrime buvo pagaminti net vienos trilijonosios sekundės trukmės impulsai, tačiau tyrimo planas gali gauti trumpesnius impulsus. Kitas tyrimo tikslas – generuoti femtosekundinius impulsus, o tai reikštų ultratrumpus lazerio impulsus, kurių didžiausia galia siektų šimtus kilovatų. Šio tipo lazeris gali atverti mums naują būdą taikyti lazerį, kai reikia didelės didžiausios energijos, bet substratas nėra pažeistas.
X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept