اخبار صنعتی

دانشمندان نوع جدیدی از لیزر ابداع کرده اند

2021-12-10
دانشمندان نوع جدیدی از لیزر را ساخته اند که می تواند انرژی زیادی را در مدت زمان کوتاهی تولید کند که کاربردهای بالقوه ای در چشم پزشکی و جراحی قلب یا مهندسی مواد ظریف دارد. پروفسور مارتین دی استک، مدیر مؤسسه فوتونیک و علوم نوری در دانشگاه سیدنی، گفت: ویژگی این لیزر این است که زمانی که مدت پالس به کمتر از یک تریلیونم ثانیه کاهش یابد، انرژی نیز می تواند باشد. فوراً «در اوج خود، این آن را به یک کاندیدای ایده آل برای پردازش موادی تبدیل می کند که به پالس های کوتاه و قدرتمند نیاز دارند.
یکی از کاربردها ممکن است جراحی قرنیه باشد که متکی بر برداشتن ملایم مواد از چشم است که به پالس های نور قوی و کوتاه نیاز دارد که باعث گرم شدن و آسیب به سطح نمی شود. نتایج تحقیق در مجله Nature Photonics منتشر شده است. دانشمندان با بازگشت به یک فناوری لیزر ساده که معمولاً در مخابرات، اندازه‌شناسی و طیف‌سنجی یافت می‌شود، به این نتیجه قابل توجه دست یافتند. این لیزرها از اثری به نام امواج "انفرادی" استفاده می کنند که امواج نوری هستند که شکل خود را در فواصل طولانی حفظ می کنند. سالیتون اولین بار در اوایل قرن نوزدهم کشف شد، اما نه در نور، بلکه در امواج کانال صنعتی بریتانیا یافت شد.
دکتر Antoine Runge از دانشکده فیزیک، نویسنده اصلی این مقاله گفت: این واقعیت که امواج سالیتون در نور شکل خود را حفظ می کنند به این معنی است که آنها در طیف گسترده ای از کاربردها از جمله مخابرات و طیف سنجی عالی هستند. با این حال، اگرچه لیزرهایی که این سالیتون‌ها را تولید می‌کنند، آسان هستند، اما تاثیر زیادی ندارند. برای تولید پالس های نور پرانرژی مورد استفاده در تولید، یک سیستم فیزیکی کاملا متفاوت مورد نیاز است. دکتر آندریا بلانکو ردوندو، یکی از نویسندگان این مطالعه و رئیس فوتونیک سیلیکون در آزمایشگاه های نوکیا بل در ایالات متحده، گفت:
لیزر سالیتون ساده ترین، مقرون به صرفه ترین و قوی ترین راه برای دستیابی به این پالس های کوتاه است. با این حال، تاکنون لیزرهای سالیتون سنتی قادر به تامین انرژی کافی نبوده اند و تحقیقات جدید ممکن است لیزرهای سالیتون را در کاربردهای زیست پزشکی مفید کند. این تحقیق بر اساس تحقیقات قبلی ایجاد شده توسط تیم موسسه فوتونیک و علوم نوری در دانشگاه سیدنی است که کشف سالیتون مرتبه چهارم خالص را در سال 2016 منتشر کرد.
قوانین جدید در فیزیک لیزر
در لیزر سالیتون معمولی، انرژی نور با عرض پالس آن نسبت معکوس دارد. با معادله E=1/Ï„ ثابت می شود که اگر زمان پالس نور نصف شود دو برابر انرژی بدست می آید. با استفاده از سالیتون چهارم، انرژی نور با توان سوم مدت زمان پالس نسبت معکوس دارد، یعنی E=1/Ï„3. به این معنی که اگر زمان پالس نصف شود، انرژی ای که در این مدت تحویل می دهد در ضریب 8 ضرب می شود. در تحقیق مهم ترین نکته اثبات قانون جدیدی در فیزیک لیزر است. این تحقیق ثابت کرده است که E=1/Ï„3، که روش استفاده از لیزر را در آینده تغییر خواهد داد.
اثبات استقرار این قانون جدید، تیم تحقیقاتی را قادر می‌سازد تا لیزرهای سالیتون قوی‌تری بسازند. در این مطالعه، پالس هایی به کوتاهی یک تریلیونم ثانیه تولید شد، اما طرح تحقیقاتی می تواند پالس های کوتاه تری به دست آورد. هدف بعدی این تحقیق تولید پالس های فمتوثانیه است که به معنای پالس های لیزری فوق کوتاه با حداکثر توان صدها کیلووات است. این نوع لیزر می‌تواند راه جدیدی را برای ما بگشاید تا در مواقعی که به انرژی پیک بالایی نیاز داریم اما زیرلایه آسیب نبیند، لیزر را اعمال کنیم.
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