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随机激光器开辟自定义激光新天地

星之球科技 来源:未知2012-07-24 我要评论(0 )   

模拟实验发现能够控制随机激光器波长的新方法,随机激光器是指没有反射镜和输出功率无法控制的激光器。 随机激光器并不像普通激光器那样需要精心设计的反射镜,但是在随...

    模拟实验发现能够控制随机激光器波长的新方法,随机激光器是指没有反射镜和输出功率无法控制的激光器。

  随机激光器并不像普通激光器那样需要精心设计的反射镜,但是在随机激光器的最基本形式中,光线具有不同的颜色,并向不同的方向散发。在单一和不可预测的波长方面,研究者能够对随机激光器进行限制,但是目前有团队在物理评论快报(Physical Review Letters)发表报告称,发现一项能够产生可选定波长的通用方法。团队使用电脑模拟展示了该系统,使用反馈回路对给激光器供电的光源组合进行调节。结果显示可以产生持久和客户自定义的激光,其中包括使用传统激光器无法获取的一些激光波长。

  传统激光器包含有气枪等"发射激光的"媒介,用于当激光在反射镜之间前后反射时将光线放大。随机激光器没有反射镜,光线在分散的物体之间进行反射,如氧化锌颗粒在含有激光染料的液体中流动。使用"泵浦"光源的强烈闪光对其进行碰击,液体就会发热,激光光线会产生多种不同的颜色。因为随机激光器不具有量身定做的对温度和震动十分敏感的光学共振器,所以它或比普通激光器更为廉价和更耐用。它或也能适用于不同的波长。

  二十世纪六十年代末,人们第一次提出随机激光器的理论,十年前,随机激光器就具有可行性。随机激光器的挑战性之一是如何控制波长。使用低功率泵能产生单一波长,但是人们不能提前选择或容易地改变所产生的波长。

 目前,来自巴黎高等理工化工学校(ESPCI ParisTech)工业物理和化学研究院的Patrick Sebbah及其同事已经研究出可以控制波长的系统,他们使用计算机模拟对系统进行了展示。为了简单起见,Patrick Sebbah团队设想出一维激光器,与2005年报道的相似,但是他们表示与二维激光器的工作原理相似。在计算机模拟中,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,交错交织着毫微米的气隙。泵浦光垂直发出,到达主要激光轴,在碰击激光器之前需要穿过空间光调节器(SLM)。在LCD投影仪中的SLM允许人们安排光线的空间组合,选择精确的强度碰击每块激光板。

  在模拟中,检测器将激光器的输出光束信息反馈给SLM,这能帮助SLM不断调节泵光光线的空间组合,直到实现所需的单一波长光束。该系统是基于随机激光器自身具有多个"模式"的理念开发。每一种模式都是激光器的一部分,能扩大具体某种波长的光线。在某种条件下,这些模式在激光器内部形成独立的隔离区;但是在其他的一些条件下,这些模式遍布整个激光器,形成复杂重叠的模式。实验已经表明,倘若泵浦光线只碰击随机激光器的某个部位,输出的光纤仅包含有接收泵浦光纤模式所产生的激光。

  Patrick Sebbah和他的同事展示如何能产生预先选定的单一模式。产生预先选定的模式需要一个十分复杂的空间格局,但是重复的程序专注于能使激光器散发出预先选定模式波长的格局。激光器操作人员一旦发现能产生某种具体波长的格局,他们将在这种格局和其他格局之间进行快速切换,以产生其他的波长。

       Patrick Sebbah的团队希望未来能取缔昂贵的自定义激光器,研究者能研究出适合任何应用的简单粉末和调谐技术。"从一些不被看好的事情开始,控制它,驯服它",Patrick Sebbah表示。他预测可选择波长随机激光器的多种不同用途,如使用紫外线作为光源等,没有了反射镜就没有了传统激光器。

  "我相信很多人将会喜欢这种系统,它适用于各种各样的应用",维也纳技术大学(Vienna University of Technology)的Stefan Rotter表示。该方法能将生产时间从数周降低至数秒。您需要做的是使用连接到电脑上的SLM轻松改变激光器,而不是进行昂贵的生产过程。

 

 

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