Forskere opnår høj effekt med ny mindre laser

Et internationalt team af forskere har produceret den første kraftfulde, tilfældigt polariseret laserstråle med en "Q switch" laser, som typisk udsender lyspulser så korte, at de måles i nanosekunder. Lasere er en kritisk del af moderne teknologi - de bruges i alt fra vores biler til medicinsk udstyr til satellitterne, der kredser om Jorden. Nu, forskere udvider de potentielle anvendelser af endnu mindre og mere kraftfulde lasere.

Forskerne offentliggjorde deres resultater i Videnskabelige rapporter .

"De eksperimentelle beviser i denne undersøgelse fremmer dette forskningsfelt mod realisering af aktivt kontrollerbare integrerede mikrolasere, "skrev Taichi Goto, anden forfatter til papiret og en assisterende professor i afdelingen for elektrisk og elektronisk informationsteknik ved Toyohashi University of Technology i Japan.

Andre bidragydere til undersøgelser omfatter forskere fra Institute for Molecular Science ved Laser Research Center i Japan og Department of Electrical and Computer Engineering ved Iowa State University i USA.

Q switch lasere bruges i en række forskellige applikationer, herunder i kirurgiske procedurer og kan producere mere præcise resultater med mindre skade end traditionelle værktøjer. Laserne kræver integration af aktive og passive ansvar for maksimal effektivitet.

"Der er to fordele ved aktivt at styre integrerede mikrolasere, "sagde Goto." Størrelsen er lille, og masseproduktionsteknik kan bruges. Prisen på et stykke Q switch laser kan sænkes ved integrationen. "

En teknik kaldet Q-omstilling producerer korte, men kraftfulde pulsudgange. Som med andre lasere, en elektrisk strøm ophidser elektroner i et lasermedium - i dette tilfælde, det er en krystal, der bruges i solid-state lasere-og udsender den resulterende energi som forstærket lys. Lyset kan polariseres i en eller anden retning, men det er næsten umuligt at ændre det tilfældigt polariserede lys i en lille Q switch laser.

Goto og hans team brugte Q -skift, sammen med en laser en tiendedel af størrelsen på en amerikansk krone, at producere en laserstråle ti gange mere kraftfuld end tidligere rapporteret med en større laser.

Sammen med ændringen af ​​laserstørrelse, forskerne justerede også det magnetiske materiale, hvorigennem lyset bevæger sig og forstærkes til en mere kraftfuld puls. Med tilføjelse af en neodym-yttrium-aluminium-granat, Goto kunne bruge magneto-optik til bedre at kontrollere, hvordan lyset bevæger sig inden i laserhulen.

De korte impulser giver forskerne mulighed for at ændre laserens polarisering ved manipulation af fotoner, der består af lyset. I stedet for et konstant lys, hver puls kan skiftes. Laserstørrelsen betyder, at energien slår ud, i stedet for at forsvinde, mens den bevæger sig inde i systemet.

Forskerne planlægger at øge spidseffekten af ​​deres system, ifølge Goto. De planlægger også at anvende systemet som en integreret mikrolaser til yderligere test.