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机器人:2016十大“新型激光器”盘点

时间:2017-04-15人气: 作者: 中国激光眼镜信息

OFweek激光网讯:激光是20世纪以来的“四大发明”之一,被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”。在激光面世的短短几十年中,经过科学界和其他业界的共同探索,激光技术取得了许多重要的进展,在科研,生物医药,加工制造等多方面的应用展示出了其巨大的潜力,然而,激光技术的未来仍然有很多未解之“迷”,这样吸引着人们不停的探索。下面,OFweek激光网就来盘点2016年十大“新型激光器”,共同感受激光领域探索和发现的魅力。

1、首个基于纸基陶瓷的可控随机激光器

慕尼黑工业大学(TUM)Cordt Zollfrank教授领导的团队与罗马大学的物理学家一起合作,在施特劳宾科学中心基于纤维素纸制造了第一个可控的随机激光器。基于此,该团队展示了自然产生的结构是如何可以适用于技术应用的。

最新一期的《先进光学材料》出版物中介绍了一项由施特劳宾科学中心和罗马大学的联合团队完成的基础研究,据科学家Daniel Van Opdenbosch博士介绍,他们成功地将一种生物结构用作了技术性随机激光器的模板。


该团队使用传统的实验室滤纸作为一个结构模板,因为其具有长纤维和稳定的结构。

有两个组件是激光器必不可少的:首先,需要有进行光放大的增益介质。其次,需要有一个将光保持在介质中的结构。经典的激光器使用镜子来引导光并使光在一个单一的方向上以一种定向和均匀的方式传播。这也均匀地发生在一个随机激光器的显微结构里,但是是在不同的方向上。虽然随机激光器的发展仍处于起步阶段,但在未来,它可能会带来更低成本的生产。这是因为随机激光器具有一些优点,例如它们具有方向独立性并具有多种颜色,这里只列出了几个好处。

2、世界上首个“水波”激光器

技术研究人员首次证明,激光的发射可以通过光和水的波的相互作用产生。这种“水波激光”将来有一天或可以被用在与光、声和水波相结合的微小的传感器上,或作为用于研究细胞生物学和测试新药物治疗效果的微流“芯片实验室”设备的一部分。

现在,水波激光器为研究人员研究光和流体相互作用情况提供了一个“操场”,而这一场地规模大小要小于人类头发的宽度,关于这项研究的研究论文,研究人员已经发表在《自然光子》杂志上。

这项研究是由以色列技术学院的学生Shmuel Kaminski,Leopoldo Martin,和Shai Maayani在机械工程学院光学中心的负责人Tal Carmon教授的指导下共同研究进行。

3、硅与光学活性的物质结合的微型激光器

硅材料与发光半导体材料的结合有望帮助开发新的微米量级的激光器,这一研究由A*STAR Data Storage 研究所的Doris Keh-Ting Ng以及其同事共同合作研究。

硅材料彻底改变了电气设备的制造形式,电子工程师想进一步扩大这些集成电路的功能,使它们能够创建、处理和检测光。这些光电器件可以加快数字信息的处理速度,并可实现微米尺度的激光器,例如可用在条形码扫描仪上。然而,问题是,硅材料机器人:2016十大“新型激光器”盘点(图1)并不是一个有效的光发生器。

Ng的团队设计并制作了一种结合硅和可以发光的半导体材料的激光器,这种半导体材料是铟镓砷化物(InGaAsP)。团队使用了一个圆柱形的几何设备。这会把产生的一些光捕获在设备的壁上,并迫使它在气缸内传播。这被称为回音廊模式,因为同样的效果会发生在一个圆形的房间里,如圆顶大教堂中的声波。

该团队一开始使用一个硅衬底,他们沉积了一层薄薄的氧化硅。具有光学活性的InGaAsP的薄膜,只有210纳米厚,是单独制造的,然后粘上氧化硅。然后,该团队通过一些材料蚀刻,以创建气缸,具有两个或三微米的直径。三微米器件发射的激光光的波长为1519纳米,这非常接近商业光通信系统中使用的波长。

这个装置具有一个独特的功能,回音壁模式延伸到了硅和InGaAsP区域。InGaAsP可提供光放大,而硅可被动引导光。

4、用打印机造出低成本有机激光器

来自法国和匈牙利的研究人员发明了一种打印激光器的方法。它是如此的便宜、简单和高效,以至于研究人员认为,激光器的核心部件在每次使用后都可以被处理掉。该团队在美国物理联合会出版公司下属《应用物理学杂志》上报告了这一发现。

sanaur团队利用喷墨式打印机,然后选定一种名为emd6415的商用喷墨,并将其同染料混合。这种喷墨以小正方形的形式被打印在石英载片上。染色后的喷墨充当了激光器的核心,被称为增益介质。其将光放大,并产生典型的狭窄、单色激光束。

通过增益介质和被称为激光泵的能量源实现了将光来回反射,以保持光放大效应的持续进行。这种新型激光器可被处理掉的部分是被研究人员称为“激光产生胶囊”的增益介质。

有机激光器能提供高效光子转换,具有制造简单、低成本、波长范围广等很多优势,据估测,仅用几美分便可将其生产出来。和剃须刀中可被替换的刀片一样,“激光产生胶囊”在磨损后可被轻易换掉。

该研究团队利用两种不同染料,产生了从黄色到深红色的激光辐射。他们预测,其他染料能覆盖光谱的蓝色和绿色部分。

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