Un equipo internacional de investigación de científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang, Singapur NTU Singapur, la Universidad de Yale y el Imperial College London ha diseñado una nueva forma de construir láseres de alta potencia que podrían generar haces estables, superando una limitación de larga data enláseres convencionales.
En los láseres de alta potencia, que se utilizan en el procesamiento de materiales, pantallas a gran escala, cirugía láser y LiDar una forma de radar que usa láseres, a menudo ocurren inestabilidades láser que limitan su uso. Esta inestabilidad no plantea problemas para simplesaplicaciones como punteros láser, pero se convierte en un problema grave para los láseres que funcionan a alta potencia.
Los científicos han desarrollado un láser único en forma de D que puede regular los patrones de emisión de luz y eliminar tales inestabilidades láser para reducir potencialmente el grado de fluctuaciones en la salida del láser.
Los hallazgos del equipo se publicaron en línea en ciencia .
Para suprimir la inestabilidad, el equipo de investigación internacional decidió combatir el fuego con fuego. El Profesor Asociado de NTU Wang Qijie, quien era parte del equipo de NTU involucrado en la investigación internacional, explicó: "Los láseres tradicionales emiten fluctuaciones en las ondas de luz que limitan suutilidad. Para evitar que se formen, creamos una cavidad láser de forma irregular que hace que la luz rebote en las paredes de la cavidad de una manera impredecible que sin embargo resulta en un flujo de luz estable. Es como usar el caos para lidiar con el caos ".
La investigación se realizó en un láser semiconductor que se puede encontrar en dispositivos como escáneres de códigos de barras e impresoras láser, pero el equipo conjunto de investigación cree que sus hallazgos podrían extenderse a otros tipos de láseres de alta potencia, incluidos los láseres de gas y sólidos.láser de estado.
Cómo funciona
La mayoría de los dispositivos láser tradicionales adoptan una forma cuboide, con espejos colocados paralelos entre sí en ambos extremos para permitir que la luz rebote entre los espejos.
Sin embargo, este rebote aparentemente uniforme conduce a la inestabilidad del láser, especialmente en los láseres de alta potencia, creando picos y canales irregulares a medida que el láser emite luz. Estos picos variables podrían deteriorar la formación de imágenes.
El profesor de Yale, Hui Cao, el investigador principal que dirigió el estudio internacional, dijo que las estrategias anteriores para reducir dicha interferencia generalmente han implicado la reducción de la potencia del láser ". Como resultado, ninguno de los enfoques anteriores es escalable a los niveles de potencia requeridospara aplicaciones prácticas ", dijo el profesor Frederick W. Beinecke de Física Aplicada en Yale. El profesor Ortwin Hess, codirector del Centro de Plasmónicos y Metamateriales en el Imperial College de Londres, es el otro investigador principal del estudio.
Para abordar este "caos", el profesor Wang dirigió a Zeng Yongquan y Hu Xiaonan, sus dos estudiantes de doctorado en ese momento, a construir una cavidad láser en forma de D. Los investigadores de NTU se unieron al equipo de investigación internacional hace dos años.
Dentro del dispositivo láser en forma de D, la luz se ve obligada a rebotar en los espejos a lo largo de las paredes de forma irregular, haciéndola viajar de manera desordenada. Sin embargo, este método aparentemente caótico da como resultado un patrón estable de emisión de luz.
Otras aplicaciones
Assoc Prof Wang dijo que las aplicaciones de imagen como microscopios de alta tecnología de próxima generación, proyectores láser e imágenes biomédicas son el objetivo final del equipo conjunto de investigación.
"Hemos descubierto que una cavidad láser en forma de D es fácil de fabricar y es efectiva para reducir significativamente las inestabilidades problemáticas del láser. Nuestro siguiente paso será descubrir si hay otras formas de cavidad que podrían hacer que el láser sea más eficiente," él dijo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Tecnológica de Nanyang . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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