Wetenschappers hebben een nieuw type laser ontwikkeld
2021-12-10
Wetenschappers hebben een nieuw type laser ontwikkeld dat in korte tijd veel energie kan genereren en dat potentiële toepassingen heeft in oogheelkunde en hartchirurgie of fijn materiaaltechniek. Professor Martin De Steck, directeur van het Institute of Photonics and Optical Sciences aan de Universiteit van Sydney, zei: Het kenmerk van deze laser is dat wanneer de pulsduur wordt teruggebracht tot minder dan een biljoenste van een seconde, de energie ook kan worden " instant "Op zijn hoogtepunt maakt dit het een ideale kandidaat voor het verwerken van materialen die korte en krachtige pulsen vereisen. Een toepassing kan een hoornvliesoperatie zijn, waarbij stoffen voorzichtig uit het oog worden verwijderd, waarvoor sterke en korte lichtpulsen nodig zijn die het oppervlak niet verhitten en beschadigen. De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in het tijdschrift Nature Photonics. Wetenschappers bereikten dit opmerkelijke resultaat door terug te keren naar een eenvoudige lasertechnologie die vaak wordt aangetroffen in telecommunicatie, metrologie en spectroscopie. Deze lasers gebruiken een effect dat 'solitaire' golven wordt genoemd, dit zijn lichtgolven die hun vorm over lange afstanden behouden. Soliton werd voor het eerst ontdekt in het begin van de 19e eeuw, maar het werd niet gevonden in het licht, maar in de golven van het British Industrial Canal. Hoofdauteur Dr. Antoine Runge van de School of Physics zei: Het feit dat solitongolven in licht hun vorm behouden, betekent dat ze uitstekend zijn in een breed scala aan toepassingen, waaronder telecommunicatie en spectroscopie. Hoewel de lasers die deze solitonen produceren gemakkelijk te vervaardigen zijn, zullen ze niet veel impact hebben. Om hoogenergetische lichtpulsen te genereren die bij de fabricage worden gebruikt, is een heel ander fysiek systeem vereist. Dr. Andrea Blanco-Redondo, de co-auteur van de studie en het hoofd van siliciumfotonica bij Nokia Bell Labs in de Verenigde Staten, zei: De soliton-laser is de eenvoudigste, meest kosteneffectieve en krachtigste manier om deze korte pulsen te bereiken. Tot nu toe zijn traditionele soliton-lasers echter niet in staat geweest om voldoende energie te leveren, en nieuw onderzoek kan soliton-lasers nuttig maken in biomedische toepassingen. Dit onderzoek bouwt voort op het eerdere onderzoek van het team van het Institute of Photonics and Optical Sciences van de Universiteit van Sydney, dat in 2016 de ontdekking van zuiver soliton van de vierde orde publiceerde. Nieuwe wetten in laserfysica In een gewone solitonlaser is de energie van licht omgekeerd evenredig met de pulsbreedte. Het wordt bewezen door de vergelijking E=1/Ï„ dat als de pulstijd van licht wordt gehalveerd, er twee keer zoveel energie wordt verkregen. Met behulp van de vierde soliton is de energie van het licht omgekeerd evenredig met de derde macht van de pulsduur, dat wil zeggen E=1/Ï„3. Dit betekent dat als de pulstijd wordt gehalveerd, de energie die hij gedurende deze tijd levert met een factor 8 wordt vermenigvuldigd. In het onderzoek is het belangrijkste het bewijs van een nieuwe wet in de laserfysica. Het onderzoek heeft aangetoond dat E=1/Ï„3, wat de manier waarop lasers in de toekomst worden toegepast zal veranderen. Het bewijs van het vaststellen van deze nieuwe wet zal het onderzoeksteam in staat stellen om krachtigere soliton-lasers te maken. In deze studie werden pulsen van slechts een biljoenste van een seconde geproduceerd, maar het onderzoeksplan kan kortere pulsen verkrijgen. Het volgende doel van het onderzoek is het genereren van femtosecondepulsen, wat neerkomt op ultrakorte laserpulsen met piekvermogens van honderden kilowatts. Dit type laser kan een nieuwe manier voor ons openen om laser toe te passen wanneer we hoge piekenergie nodig hebben, maar het substraat niet beschadigd is.
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
