近年来,2微米的激光(0.002毫米)已经日益引起研究者们的兴趣。在手术和分子检测的领域,它们与传统的短波激光相比有显著的优点,但是2微米激光器仍处于初期阶段。目前在实验室中使用的通常是体积大且昂贵,基于光纤的2微米激光器则好多了。因此这是光电系统实验室 (PHOSL)的研究人员出场的时候了。
洛桑联邦理工学院的研究团队以较低的成本设计了这些激光器,即通过改变光纤彼此连接的方式。由于新的配置,他们不仅能够制造出很好的2微米的激光器,而且生产时还不需要昂贵的和复杂的部件。
免出血手术和远程分子检测
两微米光谱区具有在医学、环境科学和工业上应用的潜力。在这些波长下,激光容易被水分子,也就是人体组织的主要成分吸收。在高精度手术的领域,它们可用于在操作过程中阵对目标水分子,并在组织非常小的区域上的进行切口操作而不穿透太深。更重要的是,激光的能量可以使血液凝结在伤口上,这样可以防止出血。
两微米激光也通过空气远距离探测气象关键数据也非常有用,更何况,它们在各种工业材料的处理非常有效。
把隔离器换成绕行通道
要造一个2微米的光纤激光器,通常把光注入到光纤环中,光纤环里有一个可以放大2微米的光增益区域。光在光纤环中循环,多次穿过增益区域获得越来越多的能量,直至成为一个激光器。为了达到最佳操作效果,这个系统包括一个昂贵的部件称为隔离器,这迫使光在单一方向循环。
在光电系统实验室(PHOSL)中,研究人员造了一个铥光纤激光器,这个激光器不需要隔离器。他们的想法是通过改变纤维的连接方式,引导它们改变方向而不是阻止它。我们插上了一种偏离装置,使得朝着错误的方向传播的光得以重新定向。这意味着隔离器不再需要,隔离器的作用就是防止光向错误的方向传播,就像是交通红绿灯的作用。我们把交通红绿灯换成了绕行线。
高品质的激光器
新的系统不仅被证明是比更传统的更便宜的,也显示出它可以生成更高质量的激光。解释如下:为激光以一个非常特殊的方式来相互交互,激光输出被纯化,因为纤维的成分和尺寸,能量可以在这个非典型性激光架构中循环。但光在交互时,由于放大纤维和高能传递通常会削弱传统激光器的性能,但由于采用了特殊结构,反而实际上提高了激光的质量。
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