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新的孤子激光脉冲在万亿分之一秒的时间内释放出笔记本主题下载高能量

物理学 2022-01-14 23:59:17

悉尼大学马库斯·斯特罗姆 医生

安东尼·龙格在悉尼大学物理学院的实验室里

学分:路易斯·库珀/悉尼大学 科学家们开发了一种新型激光器,可以在极短的时间内发射出大量的能量,这种激光器有可能应用于眼科和心脏外科手术或精细材料工程

悉尼大学光子学和光学科学研究所所长马丁·德·斯特克教授说:“这种激光具有这样的特性,当它的脉冲持续时间减少到不到万亿分之一秒时,它的能量可以穿透屋顶

“这使得它们成为处理需要短而强脉冲的材料的理想候选材料

一个应用可能是角膜手术,它依赖于从眼睛中轻轻去除物质

这需要强而短的光脉冲,不会加热和损坏表面

" 这项研究今天发表在《自然光子学》上

科学家们通过回到电信、计量和光谱学中常见的简单激光技术,取得了这一显著的成果

这些激光使用一种被称为孤立波的效应,孤立波是一种光波,在长距离上保持其形状

孤子在19世纪早期首次被发现,不是在光线中,而是在英国工业运河的水波中

“事实上,光中的孤立波保持它们的形状,这意味着它们在广泛的应用中是极好的,包括电信和光谱,”主要作者Dr

物理学院的安东尼·龙格

“然而,虽然产生这些孤子的激光很容易制造,但它们不会产生很大的冲击力

生产制造中使用的高能光脉冲需要一个完全不同的——而且昂贵的——物理系统

" 合著者Dr

美国诺基亚贝尔实验室的硅光子学负责人安德里亚·布兰科-雷东多说:“孤子激光器是实现这些短脉冲的最简单、最具成本效益和最稳健的方法

然而,直到现在,传统的孤子激光器还不能提供足够的能量

“我们的结果有可能使孤子激光器在生物医学应用中变得有用,”博士说

布兰科-雷东多,之前在悉尼大学纳米研究所工作

这项研究建立在悉尼大学光子学和光学科学研究所团队的早期工作基础上,该团队在2016年发表了纯四次孤子的发现

激光物理中的新定律 在正常的孤子激光器中,光的能量与其脉冲持续时间成反比,如方程E = 1/τ所示

如果你把光的脉冲时间减半,你会得到两倍的能量

使用四次孤子,光的能量与脉冲持续时间的三次方成反比,或者E = 1/τ3

这意味着,如果你的脉搏时间减半,它在这段时间内传递的能量就会乘以八倍

“在我们的研究中,激光物理学中新定律的证明是最重要的。”

龙格说

“我们已经证明E = 1/τ3,我们希望这将改变激光在未来的应用方式

" 建立这一原理证明将使该团队能够制造更强大的孤子激光器

医生

布兰科-雷东多说:“在这项研究中,我们产生了短至万亿分之一秒的脉冲,但我们计划让它变得更短

" “我们的下一个目标是产生飞秒脉冲——十亿分之一秒,”博士说

龙格说

“这将意味着峰值功率达数百千瓦的超短激光脉冲

" 德·斯特克教授说:“我们希望这种类型的激光能够开辟一条新的途径,在我们需要高峰值能量但基底材料没有损坏的情况下应用激光

"

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