Laser producerer infrarøde stråler over et hidtil uset område af bølgelængder

A*STAR-forskere har udviklet en unik hurtigpulsende fiberlaser, der har den største bølgelængdeudgang til dato. Denne type laser kan erstatte flere lasere med fast bølgelængde og danne grundlag for kompakte enheder, der er nyttige til en række medicinske og militære applikationer.

Teamet udviklede en fiberfiberlaser, konstrueret på samme måde som et fiberoptisk kabel. Nøglekomponenten er et glasrør, hvis kerne er dopet med atomer, der fungerer som et forstærkningsmedium - et materiale, hvorfra energi overføres for at øge laserens udgangseffekt - gennem hvilken lyspartikler, eller 'fotoner', rejse. Dopingatomerne vælges i henhold til de specifikke bølgelængder af lys, som de vil absorbere, gemme og derefter slippe, skabe en effektiv, styrbar udgangsstråle.

"Til dato, mest afstembare all-fiber pulserende lasere opnår et maksimalt tuningområde på omkring 50 nanometer, "siger Xia Yu fra A*STAR Singapore Institute of Manufacturing Technology, der arbejdede på projektet med sit team og hendes samarbejdspartner Qijie Wang fra Nanyang Technological University. "Vi har opnået en bredt indstillelig laser i det mellem-infrarøde bølgelængdebånd, med en rækkevidde på 136 nanometer (fra 1, 842 til 1, 978 nanometer). Vi brugte thulium som dopingatom; dette genererer en laser, der fungerer inden for det øjesikre område, hvilket betyder, at det kan have medicinske og militære anvendelser. "

Forskerne kombinerede to teknikker til at oprette deres laser og sikre, at output var afstemt. De brugte ikke -lineær polarisationsudvikling, en filtreringseffekt, der udvælger lyspulser ved den ønskede bølgelængde og kanaliserer dem ind i udgangsstrålen. Dette sikrer samtidig, at output kan justeres til en bestemt bølgelængde, samtidig med at ultrahurtigt pulserende lys genereres. De brugte også tovejs pumpning - indsprøjtning af energi i forstærkningsmediet fra begge ender af fiberen - for at sikre en høj optisk effekt for så mange forskellige bølgelængder som muligt. Gevinsten opstår, når thuliumioner er spændte på tilstande med højere energi; de frigiver derefter flere fotoner, når de vender tilbage til tilstander med lavere energi.

"Dette er den topmoderne, bredt indstillelig fiberfiberlaser med pulserende output ved denne bølgelængde, "siger Yu." Vi har vist, at hver parameter, fra pumpeskemaet til brug af ikke -lineær polarisationsudvikling, er afgørende for det endelige output. "

Yus team mener, at deres enkle, billig og kompakt laser kunne en dag bruges i kombination med højeffektforstærkere til at generere andre former for laser, herunder ekstrem ultraviolet og blød røntgenstråler.