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軌道交通新聞

隨機激光器開辟自定義激光新天地

星之球科技 來源:未知2012-07-24 我要評論(0 )   

模擬實驗發(fā)現(xiàn)能夠控制隨機激光器波長的新方法,隨機激光器是指沒有反射鏡和輸出功率無法控制的激光器。 隨機激光器并不像普通激光器那樣需要精心設(shè)計的反射鏡,但是在隨...

    模擬實驗發(fā)現(xiàn)能夠控制隨機激光器波長的新方法,隨機激光器是指沒有反射鏡和輸出功率無法控制的激光器。

  隨機激光器并不像普通激光器那樣需要精心設(shè)計的反射鏡,但是在隨機激光器的最基本形式中,光線具有不同的顏色,并向不同的方向散發(fā)。在單一和不可預(yù)測的波長方面,研究者能夠?qū)﹄S機激光器進行限制,但是目前有團隊在物理評論快報(Physical Review Letters)發(fā)表報告稱,發(fā)現(xiàn)一項能夠產(chǎn)生可選定波長的通用方法。團隊使用電腦模擬展示了該系統(tǒng),使用反饋回路對給激光器供電的光源組合進行調(diào)節(jié)。結(jié)果顯示可以產(chǎn)生持久和客戶自定義的激光,其中包括使用傳統(tǒng)激光器無法獲取的一些激光波長。

  傳統(tǒng)激光器包含有氣槍等"發(fā)射激光的"媒介,用于當(dāng)激光在反射鏡之間前后反射時將光線放大。隨機激光器沒有反射鏡,光線在分散的物體之間進行反射,如氧化鋅顆粒在含有激光染料的液體中流動。使用"泵浦"光源的強烈閃光對其進行碰擊,液體就會發(fā)熱,激光光線會產(chǎn)生多種不同的顏色。因為隨機激光器不具有量身定做的對溫度和震動十分敏感的光學(xué)共振器,所以它或比普通激光器更為廉價和更耐用。它或也能適用于不同的波長。

  二十世紀六十年代末,人們第一次提出隨機激光器的理論,十年前,隨機激光器就具有可行性。隨機激光器的挑戰(zhàn)性之一是如何控制波長。使用低功率泵能產(chǎn)生單一波長,但是人們不能提前選擇或容易地改變所產(chǎn)生的波長。

 目前,來自巴黎高等理工化工學(xué)校(ESPCI ParisTech)工業(yè)物理和化學(xué)研究院的Patrick Sebbah及其同事已經(jīng)研究出可以控制波長的系統(tǒng),他們使用計算機模擬對系統(tǒng)進行了展示。為了簡單起見,Patrick Sebbah團隊設(shè)想出一維激光器,與2005年報道的相似,但是他們表示與二維激光器的工作原理相似。在計算機模擬中,激光器包含有不同厚度(但是厚度都接近毫微米)的激光材料板,交錯交織著毫微米的氣隙。泵浦光垂直發(fā)出,到達主要激光軸,在碰擊激光器之前需要穿過空間光調(diào)節(jié)器(SLM)。在LCD投影儀中的SLM允許人們安排光線的空間組合,選擇精確的強度碰擊每塊激光板。

  在模擬中,檢測器將激光器的輸出光束信息反饋給SLM,這能幫助SLM不斷調(diào)節(jié)泵光光線的空間組合,直到實現(xiàn)所需的單一波長光束。該系統(tǒng)是基于隨機激光器自身具有多個"模式"的理念開發(fā)。每一種模式都是激光器的一部分,能擴大具體某種波長的光線。在某種條件下,這些模式在激光器內(nèi)部形成獨立的隔離區(qū);但是在其他的一些條件下,這些模式遍布整個激光器,形成復(fù)雜重疊的模式。實驗已經(jīng)表明,倘若泵浦光線只碰擊隨機激光器的某個部位,輸出的光纖僅包含有接收泵浦光纖模式所產(chǎn)生的激光。

  Patrick Sebbah和他的同事展示如何能產(chǎn)生預(yù)先選定的單一模式。產(chǎn)生預(yù)先選定的模式需要一個十分復(fù)雜的空間格局,但是重復(fù)的程序?qū)W⒂谀苁辜す馄魃l(fā)出預(yù)先選定模式波長的格局。激光器操作人員一旦發(fā)現(xiàn)能產(chǎn)生某種具體波長的格局,他們將在這種格局和其他格局之間進行快速切換,以產(chǎn)生其他的波長。

       Patrick Sebbah的團隊希望未來能取締昂貴的自定義激光器,研究者能研究出適合任何應(yīng)用的簡單粉末和調(diào)諧技術(shù)。"從一些不被看好的事情開始,控制它,馴服它",Patrick Sebbah表示。他預(yù)測可選擇波長隨機激光器的多種不同用途,如使用紫外線作為光源等,沒有了反射鏡就沒有了傳統(tǒng)激光器。

  "我相信很多人將會喜歡這種系統(tǒng),它適用于各種各樣的應(yīng)用",維也納技術(shù)大學(xué)(Vienna University of Technology)的Stefan Rotter表示。該方法能將生產(chǎn)時間從數(shù)周降低至數(shù)秒。您需要做的是使用連接到電腦上的SLM輕松改變激光器,而不是進行昂貴的生產(chǎn)過程。

 

 

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