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新聞 & 事件
科學家使用納米顆粒來增加光纖激光器的功率和安全性
2019-07-23

美國海軍研究實驗室的科學家們發明了一種新的方法,利用納米顆粒製造出更有效、更安全的激光。

他們用的是所謂的“稀土離子摻雜光纖”,簡單地說,就是用激光抽運一根摻有鈥稀土離子的矽纖維。據光學材料和器件部門的負責人JasS.Sanghera說,他們的新工藝已經達到了85%的效率。

桑赫拉解釋說:“摻雜隻意味著我們將稀土離子注入纖維的核心,這就是所有反應發生的地方。這就是我們如何創造世界紀錄的效率,這也是我們需要的高能、更安全的激光。”

據光學材料與器件部門的研究化學家科林·貝克(Colin Baker)說,激光加工過程依賴於一個泵浦源,通常是另一個激發稀土離子的激光,然後稀土離子發射光子,以產生高質量的光,以達到所需的波長。

貝克說:“但這一過程會受到一定的限製,它從來沒有100%的效率。你輸入的是泵能,而不是你想要的波長的高質量光。在你想要的特定波長下,光的質量要高得多,但是沒有轉化為激光的剩餘能量會被浪費並轉化為熱量。”

貝克說,能量的損失最終限製了功率的縮放和激光的質量,這使得效率特別重要。

在納米顆粒“摻雜劑”的幫助下,他們能夠使用波長為2微米的激光器達到85%的效率,這種激光器被認為是“眼睛更安全”的波長,而不是傳統的1微米波長。當然,貝克指出,當涉及到人眼時,沒有激光可以說是安全的。

這種危險源於在激光操作過程中散射光可能反射到眼睛中。在1微米處工作的100千瓦激光路徑上的散射光會對視網膜造成嚴重損害,導致失明。然而,使用一種波長超過1.4微米、眼睛更安全的激光器,散射光的危險會大大降低。