Berita Industri

Para saintis telah membangunkan jenis laser baru

2021-12-10
Para saintis telah membangunkan jenis laser baharu yang boleh menjana banyak tenaga dalam tempoh yang singkat, yang mempunyai potensi aplikasi dalam oftalmologi dan pembedahan jantung atau kejuruteraan bahan halus. Profesor Martin De Steck, pengarah Institut Fotonik dan Sains Optik di Universiti Sydney, berkata: Ciri-ciri laser ini ialah apabila tempoh nadi dikurangkan kepada kurang daripada satu trilion sesaat, tenaga juga boleh menjadi " serta-merta "Pada kemuncaknya, ini menjadikannya calon yang ideal untuk memproses bahan yang memerlukan denyutan pendek dan kuat.
Satu aplikasi mungkin pembedahan kornea, yang bergantung pada penyingkiran bahan-bahan dari mata dengan lembut, yang memerlukan denyutan cahaya yang kuat dan pendek yang tidak akan memanaskan dan merosakkan permukaan. Hasil penyelidikan diterbitkan dalam jurnal Nature Photonics. Para saintis mencapai hasil yang luar biasa ini dengan kembali kepada teknologi laser mudah yang biasa ditemui dalam telekomunikasi, metrologi dan spektroskopi. Laser ini menggunakan kesan yang dipanggil gelombang "bersendirian", iaitu gelombang cahaya yang mengekalkan bentuknya pada jarak yang jauh. Soliton pertama kali ditemui pada awal abad ke-19, tetapi ia tidak ditemui dalam cahaya, tetapi dalam gelombang Terusan Perindustrian British.
Penulis utama Dr. Antoine Runge dari Sekolah Fizik berkata: Hakikat bahawa gelombang soliton dalam cahaya mengekalkan bentuknya bermakna ia sangat baik dalam pelbagai aplikasi termasuk telekomunikasi dan spektroskopi. Walau bagaimanapun, walaupun laser yang menghasilkan soliton ini mudah untuk dihasilkan, ia tidak akan membawa banyak kesan. Untuk menjana denyutan cahaya bertenaga tinggi yang digunakan dalam pembuatan, sistem fizikal yang sama sekali berbeza diperlukan. Dr. Andrea Blanco-Redondo, pengarang bersama kajian dan ketua fotonik silikon di Nokia Bell Labs di Amerika Syarikat, berkata:
Laser soliton adalah cara yang paling mudah, paling kos efektif dan paling berkuasa untuk mencapai denyutan pendek ini. Walau bagaimanapun, setakat ini, laser soliton tradisional tidak dapat memberikan tenaga yang mencukupi, dan penyelidikan baharu mungkin menjadikan laser soliton berguna dalam aplikasi bioperubatan. Penyelidikan ini berdasarkan penyelidikan awal yang ditubuhkan oleh pasukan Institut Fotonik dan Sains Optik di Universiti Sydney, yang menerbitkan penemuan soliton tertib keempat tulen pada 2016.
Undang-undang baru dalam fizik laser
Dalam laser soliton biasa, tenaga cahaya adalah berkadar songsang dengan lebar nadinya. Ia dibuktikan dengan persamaan E=1/Ï„ bahawa jika masa nadi cahaya dibelah dua, dua kali tenaga akan diperolehi. Menggunakan soliton keempat, tenaga cahaya adalah berkadar songsang dengan kuasa ketiga tempoh nadi, iaitu, E=1/Ï„3. Ini bermakna jika masa nadi dikurangkan separuh, tenaga yang dihantar pada masa ini akan didarab dengan faktor 8. Dalam penyelidikan, perkara yang paling penting ialah bukti undang-undang baru dalam fizik laser. Penyelidikan telah membuktikan bahawa E=1/Ï„3, yang akan mengubah cara penggunaan laser pada masa hadapan.
Bukti penubuhan undang-undang baharu ini akan membolehkan pasukan penyelidik membuat laser soliton yang lebih berkuasa. Dalam kajian ini, denyutan sependek satu trilion saat dihasilkan, tetapi rancangan penyelidikan boleh memperoleh denyutan yang lebih pendek. Matlamat penyelidikan seterusnya adalah untuk menjana denyutan femtosaat, yang bermaksud denyutan laser ultrapendek dengan kuasa puncak ratusan kilowatt. Laser jenis ini boleh membuka cara baru untuk kita menggunakan laser apabila kita memerlukan tenaga puncak yang tinggi tetapi substrat tidak rosak.