Οι επιστήμονες ανέπτυξαν έναν νέο τύπο λέιζερ που μπορεί να παράγει πολλή ενέργεια σε σύντομο χρονικό διάστημα, το οποίο έχει πιθανές εφαρμογές στην οφθαλμολογία και την καρδιοχειρουργική ή τη μηχανική λεπτών υλικών. Ο καθηγητής Martin De Steck, διευθυντής του Ινστιτούτου Φωτονικής και Οπτικών Επιστημών στο Πανεπιστήμιο του Σίδνεϊ, είπε: Το χαρακτηριστικό αυτού του λέιζερ είναι ότι όταν η διάρκεια του παλμού μειωθεί σε λιγότερο από ένα τρισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου, η ενέργεια μπορεί επίσης να είναι " instantly "Στην ακμή του, αυτό το καθιστά ιδανικό υποψήφιο για την επεξεργασία υλικών που απαιτούν σύντομους και ισχυρούς παλμούς. Μία εφαρμογή μπορεί να είναι η χειρουργική επέμβαση κερατοειδούς, η οποία βασίζεται στην απαλή αφαίρεση ουσιών από το μάτι, η οποία απαιτεί ισχυρούς και σύντομους παλμούς φωτός που δεν θα θερμαίνουν και θα βλάψουν την επιφάνεια. Τα αποτελέσματα της έρευνας δημοσιεύονται στο περιοδικό Nature Photonics. Οι επιστήμονες πέτυχαν αυτό το αξιοσημείωτο αποτέλεσμα επιστρέφοντας σε μια απλή τεχνολογία λέιζερ που συναντάται συνήθως στις τηλεπικοινωνίες, τη μετρολογία και τη φασματοσκοπία. Αυτά τα λέιζερ χρησιμοποιούν ένα φαινόμενο που ονομάζεται "μοναχικά" κύματα, τα οποία είναι κύματα φωτός που διατηρούν το σχήμα τους σε μεγάλες αποστάσεις. Το Soliton ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά στις αρχές του 19ου αιώνα, αλλά δεν βρέθηκε στο φως, αλλά στα κύματα του βρετανικού βιομηχανικού καναλιού. Ο επικεφαλής συγγραφέας Δρ. Antoine Runge από τη Σχολή Φυσικής είπε: Το γεγονός ότι τα κύματα σολιτονίου στο φως διατηρούν το σχήμα τους σημαίνει ότι είναι εξαιρετικά σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένων των τηλεπικοινωνιών και της φασματοσκοπίας. Ωστόσο, αν και τα λέιζερ που παράγουν αυτά τα σολιτόνια είναι εύκολο να κατασκευαστούν, δεν θα έχουν μεγάλη επίδραση. Για να δημιουργηθούν παλμοί φωτός υψηλής ενέργειας που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή, απαιτείται ένα εντελώς διαφορετικό φυσικό σύστημα. Ο Δρ Andrea Blanco-Redondo, ο συν-συγγραφέας της μελέτης και επικεφαλής φωτονικής πυριτίου στα εργαστήρια Nokia Bell στις Ηνωμένες Πολιτείες, είπε: Το λέιζερ Soliton είναι ο απλούστερος, πιο οικονομικός και πιο ισχυρός τρόπος για να επιτευχθούν αυτοί οι σύντομοι παλμοί. Ωστόσο, μέχρι στιγμής, τα παραδοσιακά λέιζερ σολιτονίου δεν έχουν καταφέρει να παρέχουν αρκετή ενέργεια και η νέα έρευνα μπορεί να κάνει τα λέιζερ σολιτονίου χρήσιμα σε βιοϊατρικές εφαρμογές. Αυτή η έρευνα βασίζεται στην προηγούμενη έρευνα που δημιούργησε η ομάδα του Ινστιτούτου Φωτονικής και Οπτικών Επιστημών στο Πανεπιστήμιο του Σίδνεϊ, η οποία δημοσίευσε την ανακάλυψη του καθαρού σολιτονίου τέταρτης τάξης το 2016. Νέοι νόμοι στη φυσική λέιζερ Σε ένα συνηθισμένο λέιζερ σολιτονίου, η ενέργεια του φωτός είναι αντιστρόφως ανάλογη με το πλάτος του παλμού του. Αποδεικνύεται από την εξίσωση E=1/Ï„ ότι αν ο χρόνος παλμού του φωτός μειωθεί στο μισό, θα προκύψει διπλάσια ενέργεια. Χρησιμοποιώντας το τέταρτο σολιτόνιο, η ενέργεια του φωτός είναι αντιστρόφως ανάλογη με την τρίτη δύναμη της διάρκειας του παλμού, δηλαδή E=1/Ï„3. Αυτό σημαίνει ότι αν ο χρόνος παλμού μειωθεί στο μισό, η ενέργεια που αποδίδει σε αυτό το χρονικό διάστημα θα πολλαπλασιαστεί με συντελεστή 8. Στην έρευνα, το πιο σημαντικό είναι η απόδειξη ενός νέου νόμου στη φυσική λέιζερ. Η έρευνα απέδειξε ότι το E=1/Ï„3, το οποίο θα αλλάξει τον τρόπο εφαρμογής των λέιζερ στο μέλλον. Η απόδειξη της θέσπισης αυτού του νέου νόμου θα επιτρέψει στην ερευνητική ομάδα να κατασκευάσει πιο ισχυρά λέιζερ σολιτονίου. Σε αυτή τη μελέτη, παράγονται παλμοί τόσο μικροί όσο το ένα τρισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου, αλλά το ερευνητικό σχέδιο μπορεί να αποκτήσει μικρότερους παλμούς. Ο επόμενος στόχος της έρευνας είναι η δημιουργία παλμών femtosecond, που θα σήμαιναν υπερμικρούς παλμούς λέιζερ με μέγιστη ισχύ εκατοντάδων κιλοβάτ. Αυτός ο τύπος λέιζερ μπορεί να μας ανοίξει έναν νέο τρόπο εφαρμογής λέιζερ όταν χρειαζόμαστε υψηλή ενέργεια αιχμής αλλά το υπόστρωμα δεν έχει υποστεί ζημιά.
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
