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【盘点】2013年度“十大”新颖激光器

2013-12-05 00:01
来源: 激光网

  不经意间激光技术已经走过了半个多世纪,自1960年梅曼宣布世界上第一台激光器诞生以来,激光器已经发生了翻天覆地的变化。在即将过去的2013年里也有一些新颖的激光器被研发出来,接下来OFweek激光网将盘点这一年里十大新颖激光器:

  1、世界首款数字激光器

  常规激光器一般包括3个部分。光学谐振腔,包括固定在两端的面对面的两个反射镜;泵浦源,通常是电流或光;增益介质,种类包括气体、液体和固体等。桑迪耶介绍,常规激光器工作原理是泵浦源的电流或光射进增益介质,增加增益介质里的电子能量,一些被增加能量的电子会自由释放特定频率的光子,谐振腔两端的反射镜把电子所释放的光子再反射回增益介质,反射回的光与增益介质内的电子产生共振并诱导更多电子释放光子,如滚雪球般把光放大,如此形成激光束,部分激光束通过反射镜射出谐振腔,其形状由发射镜面形状来控制。

  桑迪耶展示反射镜,其表面均匀分割成十几个小镜面,每个小镜面代表着不同图像,意味着反射后产生不同的光束。如果需要其他激光束,就需要更换反射镜,这些光学元件昂贵且娇贵,每更换一次还需对光进行重新校准。

  而数字激光器的秘密在于将其中一个反射镜换成了“空间光调制器”。“空间光调制器”如同一个可反光的微型液晶显示屏,“只需通过电脑向显示屏输入特定图像就能得到所需要的激光模式。其最大特点是不用为每束激光设计一个新激光器,只需在电脑上变换图片,就能得到想要的光束形状。”福布斯介绍道。“数字激光可以创建几乎任何激光模式,而在以前,每束光都需要一个单独激光器,为此很多人需要花费一两年才能做到。”记者看到,随着电脑上图片的不断变化,反射镜上的激光束不断发生变化,非常有趣。

  桑迪耶表示,这项技术将改变现状,并可能在未来数年内创造出新市场。南非媒体则评论说,这项发明是激光技术的一个里程碑。在医疗领域,它可以用作无血手术,眼部护理和牙科。在工业领域,它可以帮助切割,焊接。在通信领域,它将极大促进光纤通讯的发展。

  详情阅读:探秘国家激光中心 见证世界第一的数字激光器

  2、新型量子级联激光器

  奥地利维也纳技术大学的一组研究人员制造出一种新型量子级联激光器,成功输出了1瓦特的太赫兹辐射,打破了此前由美国麻省理工学院所保持的0.25瓦特的世界纪录,成为目前世界上功率最大的太赫兹量子级联激光器。

  太赫兹射线,是波长介于微波与红外之间的一种电磁辐射,由于物质的太赫兹光谱(包括透射谱和反射谱)包含着非常丰富的物理和化学信息,太赫兹技术被认为会对通信、遥感、天文、反恐、医学成像以及生化检测等领域带来极为深远的影响。美国称其为“改变未来世界的十大技术”之一,日本将其列入“国家支柱十大重点战略目标”。但一直以来,高强度的太赫兹辐射源却很难制造。

  打破世界纪录的这种新型量子级联激光器只有几毫米厚,半张邮票大。它具有一个在纳米尺度上量身定做的半导体层,通过使用一种特殊的融合技术,将两个具有对称结构的激光器结合在一起,能使整个系统产生比单个激光器强4倍的激光。由于每层量子级联激光器中的电子只响应特定的、非连续性的能级,当对其施加恰当的电流后,电子就会一层接着一层地进行连续跳跃,而在通过每一层的时候都会以发光的形式释放能量。通过这种方式就能产生波长为亚毫米级(介于微波和红外之间)的太赫兹射线。

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