Forskere har udviklet en ny type laser, der kan generere en stor mængde energi på kort tid og har en potentiel anvendelsesværdi inden for øjen- og hjertekirurgi eller fin materialeteknik. Professor Martin Stucker, direktør for Institute of Photonics and Optical Sciences ved University of Sydney, sagde: Karakteristikken ved denne laser er, at når pulslængden reduceres til under en billion sekund, kan energien " Toppen nås, hvilket gør det til en ideel kandidat til behandling af korte og kraftfulde pulserede materialer.

En applikation kan være hornhindekirurgi, der er afhængig af forsigtigt at fjerne materiale fra øjet, som kræver stærke og korte lysimpulser, der ikke opvarmer og beskadiger overfladen. Resultaterne af deres forskning er offentliggjort i tidsskriftet Natural Photonics. Forskere opnåede dette bemærkelsesværdige resultat ved at vende tilbage til en simpel laserteknologi, der ofte findes inden for telekommunikation, metrologi og spektroskopi. Disse lasere bruger en kaldet effekt " soliton " bølge, som er en lysbølge, der opretholder form over en lang afstand. Soliton blev først opdaget i det tidlige 19. århundrede, men det blev ikke fundet i lyset, men i bølgerne i den britiske industrikanal.

Dr. Antoine Runge, hovedforfatter fra School of Physics, sagde: Det faktum, at solitonbølger i lys opretholder deres form, betyder, at de er fremragende i en lang række applikationer, herunder telekommunikation og spektralanalyse. Skønt de lasere, der producerer disse solitoner, er lette at fremstille, vil de ikke have meget indflydelse. For at generere lysenergipulser med høj energi, der bruges i fremstillingen, kræves der helt forskellige fysiske systemer. Dr. Andrea Blanco-Redondo, medforfatter af studiet og leder af siliciumfotonik ved Nokia Bell Laboratories i USA, sagde: soliton-lasere er den enkleste, mest omkostningseffektive og mest kraftfulde måde at opnå disse korte pulser på. Indtil videre har traditionelle soliton-lasere ikke været i stand til at levere nok energi, og ny forskning kan få soliton-lasere til at spille en rolle i biomedicinske anvendelser.

  Denne forskning bygger på den forskning, der tidligere blev oprettet af teamet fra Institute of Photonics and Optical Sciences ved University of Sydney, der offentliggjorde opdagelsen af ​​rene solitons i 4. orden i 2016.

Nye love inden for laserfysik

I almindelige soliton-lasere er lysets energi omvendt proportional med dens pulsbredde. Det er bevist med ligningen E = 1 / τ, at hvis lysimpulstiden halveres, får du dobbelt så stor energi. Med en fire-gangs soliton er lysets energi omvendt proportional med den tredje effekt i pulsvarigheden, dvs. E = 1 / τ3. Dette betyder, at hvis pulstiden halveres, ganges energien, den leverer i løbet af denne tid, med 8 gange. I forskningen er det vigtigste en ny lov inden for laserfysik. Forskningen beviser, at E = 1 / τ3, hvilket vil ændre anvendelsen af ​​laser i fremtiden.

Bevis for at etablere denne nye lov vil gøre det muligt for forskerteamet at fremstille mere kraftfulde soliton-lasere. I denne undersøgelse blev pulser op til en billion af et sekund genereret, men forskningsprojektet kan få kortere impulser. Undersøgelsens næste mål er at generere impulser med en varighed af femtosekunder, hvilket vil betyde ultra-korte laserimpulser med spidseffekt på hundreder af kilowatt. Denne type laser kan åbne en ny måde for os at anvende laser på, når der kræves høj spidsenergi, men underlaget er ikke beskadiget!