Forskare har utvecklat en ny typ av laser som kan generera mycket energi på kort tid, som har potentiella tillämpningar inom oftalmologi och hjärtkirurgi eller finmaterialteknik. Professor Martin De Steck, chef för Institute of Photonics and Optical Sciences vid University of Sydney, sa: Det kännetecknande för denna laser är att när pulslängden reduceras till mindre än en biljondels sekund, kan energin också vara " omedelbart "På sin topp gör detta den till en idealisk kandidat för att bearbeta material som kräver korta och kraftfulla pulser. En applikation kan vara hornhinnekirurgi, som förlitar sig på att försiktigt avlägsna ämnen från ögat, vilket kräver starka och korta ljuspulser som inte värmer och skadar ytan. Forskningsresultaten publiceras i tidskriften Nature Photonics. Forskare uppnådde detta anmärkningsvärda resultat genom att återgå till en enkel laserteknik som vanligtvis finns inom telekommunikation, metrologi och spektroskopi. Dessa lasrar använder en effekt som kallas "ensamma" vågor, som är ljusvågor som bibehåller sin form över långa avstånd. Soliton upptäcktes först i början av 1800-talet, men den hittades inte i ljus, utan i vågorna i den brittiska industrikanalen. Huvudförfattaren Dr. Antoine Runge från Fysikskolan sa: Det faktum att solitonvågor i ljus bibehåller sin form betyder att de är utmärkta i ett brett spektrum av tillämpningar inklusive telekommunikation och spektroskopi. Men även om lasrarna som producerar dessa solitoner är lätta att tillverka, kommer de inte att ge mycket effekt. För att generera högenergiljuspulser som används i tillverkningen krävs ett helt annat fysiskt system. Dr Andrea Blanco-Redondo, medförfattare till studien och chef för kiselfotonik vid Nokia Bell Labs i USA, sa: Solitonlasern är det enklaste, mest kostnadseffektiva och mest kraftfulla sättet att uppnå dessa korta pulser. Men hittills har traditionella solitonlasrar inte kunnat ge tillräckligt med energi, och ny forskning kan göra solitonlasrar användbara i biomedicinska tillämpningar. Denna forskning bygger på den tidigare forskningen etablerad av teamet från Institute of Photonics and Optical Sciences vid University of Sydney, som publicerade upptäckten av ren fjärde ordningens soliton 2016. Nya lagar inom laserfysik I en vanlig solitonlaser är ljusets energi omvänt proportionell mot dess pulsbredd. Det bevisas med ekvationen E=1/Ï„ att om ljusets pulstid halveras kommer två gånger energin att erhållas. Med den fjärde solitonen är ljusets energi omvänt proportionell mot den tredje potensen av pulslängden, det vill säga E=1/Ï„3. Det betyder att om pulstiden halveras kommer energin den levererar under denna tid att multipliceras med en faktor 8. I forskningen är det viktigaste beviset för en ny lag inom laserfysik. Forskningen har visat att E=1/Ï„3, vilket kommer att förändra hur lasrar används i framtiden. Beviset för att upprätta denna nya lag kommer att göra det möjligt för forskargruppen att göra kraftfullare solitonlasrar. I denna studie producerades pulser så korta som en biljondels sekund, men forskningsplanen kan få kortare pulser. Nästa mål med forskningen är att generera femtosekundpulser, vilket skulle innebära ultrakorta laserpulser med toppeffekter på hundratals kilowatt. Den här typen av laser kan öppna upp ett nytt sätt för oss att applicera laser när vi behöver hög toppenergi men substratet inte är skadat.
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
