【強大的光纖雷射器是便宜又小巧】

八方發表於 2014-9-15 19:00:18

【強大的光纖雷射器是便宜又小巧】
 

 
光纖雷射器是廉價和強大
 一種新型的光纖雷射器，在中紅外範圍內運作，是由澳大利亞的研究人員設計的。
 該裝置採用雙波長泵浦方法使它比現有的光纖雷射器在中紅外波長強 25 倍。
 新的設計也使得鐳射生產比其他人和設備可以有各種各樣的應用程式 — — 從大氣分析到非侵入性醫學診斷成本更低。
 很多常見的烴類分子吸收光在紅外線的範圍，並因此鐳射光在頻譜的此部分中的一個廉價和方便的來源可以有各種各樣的實際應用。
 溫室氣體甲烷和乙烷，舉個例子，可以遠端檢測與中紅外雷射雷達系統。
 這種雷射器還可以在醫療診斷中用於檢測痕量氣體濃度在有症狀的一些疾病和代謝過程的呼出一口氣。
 例如上呼吸，, 丙酮的存在是與糖尿病相關。
 同樣，甲醛可以是指示性的乳腺癌和不同的濃度的羰基硫化物可以提供線索對肝臟的健康。
 此外在醫療的靜脈，認為中紅外波長可能有益，鐳射手術，因為他們可能會破壞性較小，從而導致不留疤痕。
 此外，這種雷射器可能也有各種防禦性的軍事應用 — — 從主動照明干擾上熱尋的導彈，在 3 — — 5 μ m 的大氣視窗中操作探測器的熱成像攝像機。
 笨重又昂貴
 這一問題，然而，是實際操作在這些波長的雷射器一直很難產生。
 晶體雷射器傾向既昂貴又笨重。
 另一方面，光纖雷射器有他們自己的問題。
 傳統上，纖維基於二氧化矽，它是不透明的中紅外波段，需要使用更多的外來的玻璃纖維。
 ZBLAN，基於氟化鋯的重金屬玻璃類型通常用於此目的。
 讓事情更糟的是，稀土金屬離子（如鉺，在本研究中使用）中的中紅外轉換位於高處基態 — — 導致整體效率低，由於發射的鐳射和輸入的泵浦光子波長的區別。
 令人放鬆的離子也往往被困在相對較長壽命的激發態，在途中回到基態 — — 與此形成一個"瓶頸"，可以降低效率最好，或防止進一步鐳射最壞的情況。
 雙泵的方法
 為了克服這些問題，阿德萊德大學的研究人員實際上利用了的瓶頸現象。
 他們用一雙抽的方法，使用相對較弱的泵浦源激發的低、壽命長的激發態離子。
 然後第二次泵引發他們進一步的最興奮的水準。
 當離子隨後放鬆到長壽的狀態 — — 發射光子，像他們這樣做 — — 他們可以然後打氣再次，毫不拖延地。
 鉛作者Ori Henderson 薩丕爾、阿德萊德大學的研究員說，這種方法允許數量級改善效率相比，對這種過渡，其他光纖雷射器。
 團隊的鐳射產生超過 0.25 W 在波長大約 3.5 μ m，明顯的峰值，在排放在 3.6 μ m。
 到我們所知，[這是] 高功率、高效率和而無需使用非線性效應的房間溫度光纖雷射器的波長最長他解釋道。
 達倫 · 哈德遜，悉尼大學的物理學家並沒有參與這項研究說：這項工作代表的長波長光纖雷射器，創造向前一步。
 通過優化鐳射諧振腔，作者是能夠增加斜率效率的這種鐳射至 18%，超過 3%，取得了使用單一的 655 nm 泵浦鐳射以前的結果表示很大的進步。
 大馬力的未來
 哈德遜指出兩個泵過程的另一個顯著優勢帶有其降低的成本 — — 成本少於一大泵的兩個小泵浦雷射器。
 他告誡說，然而，那當前的輸出功率的鐳射將鐳射外科手術或許多國防應用程式中，太低，但固有的可伸縮性的光纖系統應允許更大的權力，以在將來開發。
 在證明其雙泵設計的基本原理，研究人員正在開發的能力來調整其鐳射輸出波長。
 他們當前的目標是創建一個系統，是可調諧 3.3-3.8 微米之間。
 這將使它足以使各種碳氫化合物為環境和醫療應用的簡易檢測。
 這項研究發表在光學快報.
 關於作者
 伊恩 · Randall 是設在紐西蘭的科學作家
 
 
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