A*STAR-forskare har utvecklat en unik snabbpulsande fiberlaser som har den bredaste våglängdseffekten hittills. Denna typ av laser kan ersätta flera lasrar med fast våglängd och utgöra grunden för kompakta enheter som är användbara för en rad olika medicinska och militära tillämpningar.
Teamet utvecklade en fiberfiberlaser, konstruerad på samma sätt som en fiberoptisk kabel. Nyckelkomponenten är ett glasrör, vars kärna är dopad med atomer som fungerar som ett förstärkningsmedium - ett material från vilket energi överförs för att öka laserns uteffekt - genom vilken ljuspartiklar, eller 'fotoner', resa. Dopningsatomerna väljs utifrån de specifika våglängder av ljus som de kommer att absorbera, lagra och släpp sedan, skapa en effektiv, styrbar utgångsstråle.
"Hittills, de mest avstämbara pulserade allfiberlasrarna uppnår ett maximalt inställningsintervall på cirka 50 nanometer, "säger Xia Yu från A*STAR Singapore Institute of Manufacturing Technology, som arbetade på projektet med sitt team och hennes samarbetspartner Qijie Wang från Nanyang Technological University. "Vi har uppnått en bredjusterbar laser i det mellersta infraröda våglängdsbandet, med en räckvidd på 136 nanometer (från 1, 842 till 1, 978 nanometer). Vi använde tulium som dopningsatom; detta genererar en laser som fungerar inom det ögonsäkra området, vilket innebär att det kan ha medicinska och militära tillämpningar. "
Forskarna kombinerade två tekniker för att skapa sin laser och se till att utmatningen var justerbar. De använde olinjär polarisationsutveckling, en filtreringseffekt som plockar ut ljuspulser vid önskad våglängd och kanaliserar dem in i utgångsstrålen. Detta säkerställer samtidigt att utsignalen kan justeras till en specifik våglängd samtidigt som det genererar ultrasnabbt pulserande ljus. De använde också dubbelriktad pumpning - injicering av energi i förstärkningsmediet från fiberns båda ändar - för att säkerställa en hög optisk effekt för ett så brett våglängdsintervall som möjligt. Vinsten inträffar när tuliumjoner upphetsas till högre energitillstånd; de släpper sedan ut fler fotoner när de återvänder till tillstånd med lägre energi.
"Detta är toppmodern, allmänt avstämbar fiberfiberlaser med pulserad utgång vid denna våglängd, "säger Yu." Vi har visat att varje parameter, från pumpschemat till användning av olinjär polarisationsutveckling, är avgörande för den slutliga produktionen. "
Yus team tror att deras enkla, billig och kompakt laser kan en dag användas i kombination med hög effektförstärkare för att generera andra former av laser, inklusive extrema ultravioletta och mjuka röntgenstrålar.
