科学家使用纳米颗粒来增加光纤激光器的功率和安全性

 新闻资讯     |      2019-07-23 10:39

美国海军研究实验室的科学家们发明了一种新的方法,利用纳米颗粒制造出更有效、更安全的凯发平台注册激光。

他们用的是所谓的“稀土离子掺杂光纤”,简单地说,就是用激光抽运一根掺有钬稀土离子的硅纤维。据光学材料和器件部门的负责人JasS Sanghera说,他们的新工艺已经达到了85%的效率。

桑赫拉解释说:“掺杂只意味着我们将稀土离子注入纤维的核心,这就是所有反应发生的地方。这就是我们如何创造世界纪录的效率,这也是我们需要的高能、更安全的激光。”


上图所示为美国海军研究实验室科林·贝克持有一根硅玻璃棒,该硅玻璃棒将被拉制成光纤,该光纤适用于生产对于人眼更安全的光纤激光器。

据光学材料与器件部门的研究化学家科林·贝克说,激光加工过程依赖于一个泵浦源,通常是另一个激发稀土离子的激光,然后稀土离子发射光子,以产生高质量的光,以达到所需的波长。

贝克说:“但这一过程会受到一定的限制,它从来没有100%的效率。你输入的是泵能,而不是你想要的波长的高质量光。在你想要的特定波长下,光的质量要高得多,但是没有转化为激光的剩余能量会被浪费并转化为热量。”

贝克说,能量的损失最终限制了功率的缩放和激光的质量,这使得效率特别重要。

在纳米颗粒“掺杂剂”的帮助下,他们能够使用波长为2微米的激光器达到85%的效率,这种激光器被认为是“眼睛更安全”的波长,而不是传统的1微米波长。当然,贝克指出,当涉及到人眼时,没有激光可以说是安全的。

这种危险源于在激光操作过程中散射光可能反射到眼睛中。在1微米处工作的100千瓦激光路径上的散射光会对视网膜造成严重损害,导致失明。然而,使用一种波长超过1 4微米、眼睛更安全的激光器,散射光的危险会大大降低。