2016'daki ilk on lazer teknolojisi ilerleme envanteri
Lazer teknolojisi, genç bir konu olarak insan teknolojisine, üretimine ve yaşamına büyük değişiklikler getirdi. İşleme, bilimsel araştırma, biyoloji, ileri teknoloji ve diğer alanlarda olsun, çok geniş bir uygulama alanına sahip olduğundan yerli ve yabancı işletmeler ve bilimsel araştırma kurumları tarafından değerlenmeye devam etmekte ve teknolojisi hızla gelişmektedir. 2016 yılından bu yana, lazer teknolojisi de bir dizi önemli atılım gerçekleştirdi. OFweek Laser Network'ün aşağıdaki editörü, yılın en iyi on lazer teknolojisi gelişmesini değerlendirecek. (Sıralama sayılmaz)
Deney, ilk kez nanopartikülleri ısıtan foton etkisi fenomenini gözlemledi
Zürih'teki İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü'nden Lucas Novotini, araştırma ekibine liderlik etti ve ilk kez fotonlar mikroskobik parçacıklarla çarpıştığında küçük "çarpmaların" ısınma etkisini ölçtü.
Araştırma ekibi, silika nanopartikülleri, ultra vakum odasıyla çevrili bir optik tuzakta yaklaşık 50 nm'lik bir yarıçapla sınırlamak için lazerler kullandı. Araştırmacılar, yakalanan parçacıkların konumunun izlendiği ve tuzağın frekansının buna göre modüle edildiği, parçacığın hareketinin enerjisini çıkaran ve parçacığın sıcaklığını mikro Kelvin seviyelerine düşüren geri besleme soğutma adı verilen bir işlem kullanıyor. Hava basıncının 10e9'dan büyük olduğu bir ortamda, partikül sıcaklığının minimum sıcaklığı basınçla belirlenir. 10e9'un altında, basınç ne olursa olsun, minimum sıcaklık basınçla değişmez. Bu, çok düşük basınçlarda, soğutmayı sınırlamanın baskın nedeninin tuzaktaki elektromanyetik gürültü olduğu anlamına gelir.
Daha sonra araştırma ekibi, geri besleme soğutma sürecini çok düşük basınçta kapattı ve yakalanan fotonların parçacıklarını serbestçe ısıtmasına izin verdi. Salınan parçacıkların enerji durumları arasındaki fark, her bir foton çarpışmasının geri tepme enerjisinin büyüklüğünden daha büyüktür, bu nedenle en basit foton saçılma enerjisi elastik parçacıkları etkilemez. Ancak bazen fotonlar, nanopartikülleri daha yüksek bir salınım durumuna getirerek kademeli olarak ısınır. Bu ısınma süreci rastlantısaldır, ancak birçok kez tekrarlayarak ve sonuçlarının ortalamasını alarak, araştırmacılar, daha yüksek güçlü bir lazerde hapsedildiğinde parçacıkların ne kadar hızlı ısındığını gösteren yumuşak bir ısınma eğrisi oluşturmayı başardılar. Daha hızlı.
Fizikçi lazer-elektron etkileşiminin rekorunu kırdı
Araştırmacılar, bir elektron ışınının enerjisini, çoğu serbest elektron lazerinin% 10'luk verimliliğinden çok daha yüksek olan,% 30'luk bir dönüşüm verimliliği ile tutarlı bir ışık darbesine başarıyla dönüştürdüler.
Gösteri deneyinde, elektron ışınını hızlandırmak için beş metre uzunluğunda bir hızlandırma tüneli kullandılar ve hızlandırılmış elektronları yönlendirmek için birkaç metrelik mıknatıs yapımı bir spiral yol kullandılar ve aynı zamanda bu elektronları kızılötesi lazerle ışınladılar. Lazerin ışınlanması, elektronların yavaşlamasına ve orijinal lazerle aynı dalga boyuna sahip bir kızılötesi lazer ışını yaymasına neden olur.Yayılan ışık, uyarılmış radyasyon sürecinde etkili bir şekilde yükseltilir ve amplifikasyon derecesi, elektron ışınının başlangıç enerjisine bağlıdır. Ekip, "boş uzayda yayılan lazer darbeleri ve göreli bir elektron ışını" etkileşiminin rekorunu kırdığını belirtti.
Bu yöntem, X ışınları da dahil olmak üzere bir dizi dalga boyunda etkili, yüksek güçlü lazerler elde etmeye yardımcı olabilir. Böyle bir X-ışını kaynağı yarı iletken yongalar üzerindeki devreleri daha hızlı ve daha verimli bir şekilde aşındırmak için kullanılabilir.
Ultra hızlı lazer darbe gücü 6 femtosaniye'ye ulaşır ve 200 W bir dünya rekoru kırar
Yeni bir yüksek tekrar oranlı ultra kısa darbeli lazer geliştirmek için, Almanya'daki Fraunhofer Üniversitesi, Fraunhofer Uygulamalı Optik ve Hassas Mühendislik Enstitüsü, Aktif Fiber Sistemleri ve diğer kuruluşlardan araştırmacılar, EU ELI (Extreme Işık Altyapısı projesi, 6 femtosaniye ve 200 W'a kadar sağlayabilen bir lazer sistemi kurarak dünya rekorunu kırdı.
Bu lazer sistemi, iki doğrusal olmayan sıkıştırma aşamasına sahip bir femtosaniye fiber lazere dayanmaktadır. Sistemin pompa kaynağı, 8'e kadar ana amplifikatör kanalından oluşan uyumlu bir sentez sistemine sahip bir fiber chirped pulse amplifikasyon (FCPA) sistemi içerir. İlk test grubunda, sistem 1.27 MHz'de çalıştı ve 660W güç sağladı. Nihai özellikler 100 kHz ve 100W olarak ayarlanacaktır.
Doğrusal olmayan iki sıkıştırma aşaması aracılığıyla, ilk aşama 408W gücünde (320J darbe enerjisine eşdeğer) yaklaşık 30 femtosaniye darbe sağlar. İkinci aşama ve müteakip sıkıştırmadan sonra, 208W ve 6,3 femtosaniyelik ultra hızlı bir lazer darbesi nihayet gerçekleştirildi.
Spesifik sonuçlar, optik alanında iyi bilinen bir dergi olan Optics Letters'da yayınlandı.
Hafif madde bağlantısının yoğunluğu için yeni bir rekor
IQC Dr. Fern-Daz liderliğindeki araştırma ekibi, ışık ve malzemenin güçlü birleştirme etkisini elde etmek için alüminyum devreyi soğutucu akışkanla seyreltmiş ve mutlak sıfırın üzerine soğutulmuş ve bir santigrat derecenin yüzde birine ulaşan bir süper iletken inşa etmiştir. Devre. Fotonları süperiletken devreye göndermek için bir lazer darbesi kullanılır ve devredeki kuantum durumunu kontrol etmek için küçük bir manyetik alan uygulanır.
Fotonların iletimini ölçerek, araştırmacılar kübitlerin rezonans fenomenini belirlediler. Fern-Daz, ölçtükleri rezonans frekans aralığının kübitin frekansından daha geniş olduğunu açıkladı. Bu, fotonlar ve kübitler arasında çok güçlü bir etkileşim olduğu anlamına gelir. Bu deney, öncekinden 10 kat daha yüksek yoğunluk ile şimdiye kadarki en güçlü ışık-madde bağlantısı için yeni bir rekor kırdı. Araştırmacılar, en son araştırmanın ışık-madde etkileşimi çalışmasını yeni bir alana, kuantum optiği alanına getirdiğini söyledi. Bu deneydeki devre, doğadaki diğer ilginç kuantum sistemlerini incelemek için bir kuantum simülatörü olarak kullanılma potansiyeline sahiptir. Işık ve kübitler arasındaki bu güçlü kuantum bağlantısı, bilim insanlarının biyolojik süreçler, yüksek sıcaklıklı süper iletkenler ve diğer egzotik malzemeler ve hatta görelilik ile ilgili fiziği daha fazla keşfetmesine yardımcı oluyor.
Şangay Optik ve Mekanik Enstitüsü, antimadde süper güçlü ve ultra kısa lazeri başarıyla üretti
Antimadde uzun zamandır var mıydı? Varoluş biçimi nedir? Her zaman bilim adamları tarafından odaklanmıştır ve bu aynı zamanda modern fizik araştırmalarındaki temel problemlerden biridir.
Şangay Ulusal Yüksek Alan Lazer Fiziği Laboratuvarı, çok sayıda yüksek enerjili elektron üretmek için yüksek basınçlı bir gaz hedefiyle etkileşime girmek için femtosaniye petawatt lazer cihazını kullanır.Yüksek enerjili elektronlar, sünek radyasyon mekanizması ile yüksek yoğunluklu gama üretmek için ağır nükleer malzeme hedefiyle etkileşime girer. Işınlar ve gama ışınları, elektron-pozitron çiftleri oluşturmak için ağır çekirdeklerle etkileşime girer. Pozitron spektrometre, gama ışınlarının neden olduğu gürültü problemini başarıyla çözmek için özenle tasarlanmıştır.Manyetik alandaki pozitif ve negatif elektronların farklı sapma özellikleri kullanılarak, pozitronlar deneyde tek atış koşulunda başarıyla gözlenmiştir. Bu, Çin'de antimadde üretmek için lazer kullanımının ilk raporudur.
Şekil 1: Ultra kısa ve ultra güçlü lazer tarafından oluşturulan pozitronun şematik diyagramı
Bu keşif, malzemelerin tahribatsız tespiti, lazerle çalışan elektron-pozitron çarpıştırıcıları ve kanser teşhisi alanlarında önemli uygulamalara sahip olacak.
Siyah fosforlu kuantum noktalarının hazırlanmasında ve ultra hızlı fotonik uygulamasında yeni ilerleme kaydedildi.
2014 yılından bu yana, siyah fosfor, mükemmel performansı nedeniyle bilim camiasında geniş ilgi görmüştür ve grafen ile karşılaştırılabilir iki boyutlu bir atomik malzeme olarak kabul edilmektedir. Bununla birlikte, siyah fosforlu kuantum noktalarının fotoniği ve ultra hızlı fotoniği üzerine araştırma henüz yapılmamıştır.
Çin Bilimler Akademisi, Shenzhen İleri Teknoloji Enstitüsü'nden Araştırmacı Yu Xuefeng'in araştırma grubu, siyah fosforlu kuantum noktalarının hazırlanmasında ve ultra hızlı fotoniklerin uygulanmasında yeni ilerleme kaydetmek için Shenzhen Üniversitesi'nden Profesör Zhang Han'ın araştırma grubuyla işbirliği yaptı.
Araştırma ekibi üyeleri Xu Yanhua ve Wang Zhiteng, solvotermal yöntemle ultra küçük siyah fosforlu kuantum noktasını başarıyla hazırladılar ve siyah fosforlu kuantum nokta malzemesinin doğrusal olmayan optik özelliklerini ilk kez ortaya çıkardılar ve ultra hızlı lazer teknolojisine başarıyla uyguladılar. Araştırma grubu, solvotermal yöntemle siyah fosfor materyallerinden yaklaşık 2 nanometre yanal boyuta sahip siyah fosforlu kuantum noktalarını başarıyla hazırladı. Yöntem sadece tek tip boyutta siyah fosfor kuantum noktaları elde etmekle kalmaz, aynı zamanda optoelektronik alanında siyah fosfor kuantum noktalarının uygulanmasını genişleten büyük ölçekli preparasyonu da gerçekleştirir. Ek olarak, araştırma grubu ayrıca siyah fosforlu kuantum noktalarının siyah fosforlu nano yapraklara göre daha iyi doygunluk soğurma özelliklerine sahip olduğunu, yaklaşık% 30'a varan bir modülasyon derinliğine ve GW / cm2 düzeyinde doygunluk yoğunluğuna sahip olduğunu ortaya çıkardı. Siyah fosforlu kuantum noktaları, mod kilitli lazerlerde doyurulabilir soğurucular olarak kullanılır ve bu, iletişim bandında ultra kısa darbeler oluşturabilir. Araştırma sonuçları, kendi kuantum hapsetme etkisi nedeniyle, siyah fosforlu kuantum noktalarının ultra hızlı fotonik uygulamasında büyük bir potansiyele sahip olduğunu ve yeni bir optik işlevsel malzeme türüne dönüşmesinin beklendiğini gösteriyor.
Bükülen lazer ışını, bilgileri bir dünya rekoruna aktarır
Bükülen lazer ışınları sıradan elektromanyetik dalgalardan farklıdır.Farklı ışık dalgalarının farklı fazları vardır ve devam etmektedir.Bu spiral bükme lazer ışını neredeyse hiç kapasite sınırlaması olmaksızın bilgileri şifreler ve iletir.Özellikle uydu iletişimi için iletişim için idealdir. seçin.
Viyana Üniversitesi'ndeki bilim adamları bükülen lazer ışınını şifreledikten sonra, bükülen lazer ışınının mesafesi 143 kilometreye ulaştı. Bu seyahat rekoru, önceki rekordan neredeyse 50 kat daha yüksek olan yeni bir dünya rekoru kırdı. Bu yeni atılım, uydu iletişim yöntemlerinde devrim niteliğinde değişiklikler getirebilir.
Genel olarak, değişen atmosfer bilgi aktarımında parazite neden olacak ve bu da gerçek uygulamaların gereksinimlerini karşılayamayan iletim mesafesine neden olacaktır. Bu yeni araştırma, bükme lazeri tarafından iletilen en uzun bilgi mesafesi için bir kayıt oluşturdu, ancak bilgileri kodlama ve deşifre etme hızı, telgraf göndermek için kullanılan Mors kodu kadar hızlı değil. Ar-Ge ekibi daha sonra kavisli ışık sisteminin bilgi aktarımını ve derleme hızını iyileştirmek için mevcut uyarlanabilir optikleri ve diğer teknolojileri kullanacak.
Lazer ve anti-lazer aynı anda aynı cihazda görünür
Enerji Bakanlığı'nın Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'ndaki (Berkeley Laboratuvarı) bilim adamları ilk kez, aynı anda hem lazer hem de anti-lazer olarak hareket edebilen tek bir cihaz yarattı.Bu, gelişmiş nano işleme teknolojisi kullanılarak üretilmiş 824 çiftli tekrarlayan bir cihazdır. Kazanç ve kayıp malzemeleri bu cihazı oluşturmak için kullanılmıştır Cihaz 200 mikron uzunluğa ve 1.5 mikron genişliğe sahiptir. Karşılaştırma için bir insan saçının çapı yaklaşık 100 mikrondur. Bilim adamları, telekom bandında bu iki zıt işlevi gösterdi.
Bu araştırmanın sonuçları Nature Photonics dergisinde yayınlanacak bir makalede bildirildi.Bu bulgular, lazer, amplifikatör olarak esnek bir şekilde kullanılabilen yeni bir entegre cihaz türünün geliştirilmesinin temelini oluşturuyor. , Modülatör ve detektör kullanılmıştır.
Aşağıdaki şema, tek bir cihazın zıt uçlarına giren giriş ışığını (yeşil) göstermektedir. Giriş ışığı 1'in fazı, giriş ışığı 2'nin fazından (soldaki resim) daha hızlı olduğunda, kazanç ortamı baskın hale gelir ve bu da gelen ışığın tutarlı bir şekilde yükseltilmesi veya lazer moduyla sonuçlanır. Giriş ışığının (1) fazı, giriş ışığının (2) fazından (sağdaki görüntü) daha yavaş olduğunda, kayıplı ortam baskın hale gelir, bu da gelen ışık ışınının tutarlı soğurulmasına veya ters lazer moduna neden olur.
Süper sıvıyı soğutmak için lazer ışınının ilk kullanımı
Avustralya'daki Queensland Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, ilk kez süperakışkan adı verilen özel bir kuantum sıvısını soğutmak için lazer ışınları kullandılar. Lazerler, gazları ve katıları soğutmak için yaygın olarak kullanılır, ancak daha önce kuantum sıvısının soğutulmasını hiç duymamışlardır. Sonuçlar Nature Physics dergisinde yayınlandı.
Bu araştırma, kuantum cihazları geliştirmek için rehberlik sistemi sensörlerini güçlendirmek, temelde kuantum fiziğindeki türbülansı veya sıcaklık mutlak sıfıra yakınken kuantum sıvılarının girdabını keşfetmek için kullanılabilir.
Bilim adamları, ilk kez lazerle 9 femtosaniye içindeki moleküler ayrışma sürecini başarıyla fotoğrafladı
Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Kansas Eyalet Üniversitesi ve İspanya'daki Barselona Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'nden (BIST) bilim adamları, ilk kez 9 femtosaniye içinde 4 atom içeren bir moleküldeki kimyasal reaksiyonların dinamik sürecini başarıyla fotoğraflamak için bir lazer kullandılar. Science dergisinde yayınlanan bu son araştırma, bilim insanlarına kimya, biyoloji ve fizik alanlarındaki farklı reaksiyon süreçlerini ve moleküler değişiklikleri gözlemlemek için güçlü araçlar sağlayacak.
Bu, moleküllerin resimlerini çekmek için moleküldeki elektronları kullanan ve asetilendeki kimyasal bağ kırma işleminin sürekli resimlerini elde eden bir orta kızılötesi lazer kaynaklı elektron kırınımı (LIED) teknolojisidir. Ayrılmak üzere moleküldeki bir elektronu aktive etmek ve asetilen molekülünün ayrışma reaksiyonunu başlatmak için asetilen molekülüne güçlü bir lazer ışını uyguladılar ve sonunda 9 femtosaniye içinde meydana gelen moleküler değişimin birden fazla resmini çektiler. Bu, moleküler ayrışma sürecinin 9 femtosaniye içindeki ilk gerçek zamanlı gözlemidir. Femtosaniye lazer araçları yardımıyla, kimyasal reaksiyon sürecini daha iyi anlamak ve kontrol etmek için kimyasal bağların kırılma konumu ve sırası ölçülebilir.
