Lazè yo ap vin yon pati entegral nan aparèy ak endistri inonbrabl. Lè yon reyon lazè reyaji ak sifas yon materyèl nanokal, li emèt yon vag limyè ke yo rekonèt kòm yon "plasmon," ak pwopriyete yo nan yon plasmon bay yo ka transmèt enfòmasyon. Nan transmisyon optik, lazè a ponpe limyè nan yon eleman ki rele yon "absòbe saturab" pou pwodwi yon siyal optik.
Teknoloji lazè tou gen yon pakèt itilizasyon nan pwosesis endistriyèl, tankou netwayaj presizyon nan eleman, koupe gwo pouvwa ak soude, ak mikromachin tankou perçage, scribing, fanm k'ap pile amann, polisaj, koupe, tekstire, nidite, ak izole. Nan domèn fabrikasyon endistriyèl, enjenyè yo te eseye itilize lazè pou mikromachin nan yon bon bout tan de sa. Sepandan, akòz lajè batman kè long yo ak entansite lazè ki ba nan lazè ki lakòz materyèl la fonn epi kontinye evapore, byenke gwo bout bwa a lazè ka konsantre nan yon ti plas, enpak la tèmik sou materyèl la toujou enpòtan, limite presizyon an. nan pwosesis la. Sèl fason pou amelyore kalite D 'se diminye enpak la tèmik. Lè presizyon nan yon mikron nesesè, lazè enpulsyonèl ultrashort se zouti ki pi bon pou netwaye presizyon, polisaj-wo presizyon, sifas resurfacing ak soude, oswa otreman modifye gwo kantite materyèl.
Lazè enpulsyonèl ultra-kout yo se lazè enpulsyonèl ki gen lajè batman lazè pwodiksyon ki nan klas pikosegond (10-12 segonn), oswa mwens pase klas pikosegond la. Tou depan de lajè batman kè a nan lazè pwodiksyon an, lazè ultrashort-pulse ka plis kategori nan lazè pikosecond, lazè femtosecond, ak lazè attosecond. Ultrashort pulsasyon lazè ogmante enèji pulsasyon segondè yo chanje dramatikman repons limyè-objè a. An jeneral, pi etwat lajè batman kè a, se pi wo presizyon pwosesis la.
Lè lazè a aplike nan materyèl la ak fwa batman kè sou lòd la nan picoseconds, rezilta yo pwosesis chanje dramatikman. Kòm enèji batman kè a monte dramatikman, dansite pouvwa segondè a ase pou retire kouch ekstèn elektwon yo. Akòz kout dire nan entèraksyon lazè a ak materyèl la, iyon yo ablated soti nan sifas la nan materyèl la anvan enèji a transfere nan materyèl la ki antoure, ki pa gen okenn efè tèmik sou materyèl la ki antoure, kon sa tèm nan "pwosesis frèt".
Lè yon lazè aplike nan yon sifas materyèl nan pulsasyon femtosecond, lazè a ka pwodiksyon yon pouvwa mwayèn ki rive jiska lòd kilowat, ak lajè batman kè sou lòd la nan kèk santèn femtoseconds (fs). Nan frekans repetisyon yo nan lòd 1 kHz a 100 MHz, enèji batman kè a ka span nan milijoule (mJ) nan nano-joule (nJ) lòd nan grandè, ak pik pouvwa a batman kè ka wo kòm lòd GW a TW nan. grandè.
Konbinezon sa a nan gwo enèji batman kè, gwo pouvwa batman kè, ak segondè frekans repetisyon batman kè pèmèt pou pwosesis la efikas nan estrikti mekanik ki pi rafine pase lazè kontinyèl oswa long enpulsyonèl.
Enèji tretman batman kè ultrashort enjekte trè vit nan yon ti zòn nan aksyon, ak enstantane depo dansite enèji segondè lakòz yon chanjman nan fason elektwon yo absòbe ak deplase, evite efè absòpsyon lineyè lazè, transfè enèji, ak difizyon, ak chanje fondamantalman. mekanis nan entèraksyon lazè-matyè. Menm jan ak pwosesis lazè jeneralize, ki se san kontak, itilizasyon lazè enpulsyonèl ultrashort ofri avantaj inik nan mikromachin, ki gen ladan presizyon dimansyon amelyore ak tolerans pi sere, domaj redwi ak retire etap pwosesis ki vin apre yo.
Teknoloji nwa sa a gen aplikasyon enpòtan pou lazè enpulsyonèl ultrashort nan yon pakèt domèn tankou rechèch debaz, pwosesis endistriyèl ak kominikasyon optik, epi li se kounye a rechèch intans pa gwo peyi kòm yon fason pou reyalize pwogrè teknolojik.
Pwogrè R&D nan plizyè domèn
01. Kominikasyon
Dènyèman, Yu Yao, Pwofesè Asosye Jeni Elektrik nan Arizona State University, ak ekip rechèch li nan Arizona State University Photonics Innovation Center te fèt yon eleman lazè nanokal ki pi rapid, ki pi efikas nan enèji ki rele yon absòbe saturab metastrukture ibrid grafèn-plasma, oswa GPSMA. pou kout.GPSMA yo gen aplikasyon potansyèl nan endistri tankou kominikasyon, pwosesis enfòmasyon, spèktroskopi ak byomedsin. Ka absòbe a dwe itilize pou amelyore vitès, efikasite ak pèfòmans jeneral pou avanse transmisyon done, pwosesis enfòmasyon, deteksyon byomedikal ak teknoloji D.
Akòz pwopriyete benefisye li yo nan modulation optik ak absòpsyon saturab, ekip Yu Yao a enkòpore yon ibrid metal-grafèn sentetik enjenyè nan pwosesis devlopman yo.
Lè yo desine yon etalaj antèn optik ki konsantre limyè nan twou vid nan nanokal materyèl la, ke yo rekonèt kòm tach cho, ankouraje absòpsyon, epi lè yo konsantre limyè lazè sou tach cho sa yo, yo obsève pèfòmans amelyore ak konsomasyon enèji redwi. Nouvo teknik yo pral louvri nouvo opòtinite pou espektroskopi lazè enfrawouj ak kominikasyon siyal optik gwo vitès (kab fib optik ak kominikasyon satelit).
02. Militè
Yon zam lazè son tankou yon aplikasyon trè Sci-Fi. Jodi a, Etazini kounye a gen aparisyon nan yon lazè enpulsyonèl ultra-kout, ak anpil moun yo te peye atansyon soutni zam sa a, ki pwodui pulsasyon nan limyè ki tout mwens pase yon nanosegond, epi li vrèman espere lè ou gade. nan li nan mòd sa a nan kalkil ke li se ke yo rekonèt kòm Ultra-Short Pulsed Light Lazè Zam. Li rapòte ke batman kè yo nan limyè ki te pwodwi pa zam sa a se mwens pase yon nanosegond, atravè mòd sa a nan kalkil gade desann, yo rele sa ultra-kout batman kè limyè zam lazè, tou reyèlman nan seri a inatandi. Amelyorasyon pouvwa a nan 1 milyon fwa, tankou yon prezantasyon avantaje kreye plis posiblite, nan devlopman ki vin apre ak pwosesis itilizasyon, pèfòmans lan pral pi plis ak plis evidan.
03. Rechèch ak Devlopman
Ekip rechèch High Power Fibre Lazè Teknoloji Laboratwa, Shanghai Enstiti Optik ak machin Precision, Akademi Syans Chinwa, te pwopoze yon teknik modulation nonlinear optik ki ka konvèti yon lazè kontinyèl yon sèl-frekans nan pulsasyon femtosecond trè aderan. Metòd la se yon mak nouvo mwayen teknik pou jwenn longèdonn-fleksib batman ultrarapid.
Xi'an Institute of Optique machin Photonic Faktori Sistèm ak Aplikasyon Sant Rechèch ap kontinye rechèch nan gwo pouvwa ak gwo enèji ultrashort lazè batman kè anplifikasyon teknoloji rechèch, ekip rechèch la te itilize yon espesyal vè fib kaskad yon sèl kristal ibrid teknoloji anplifikasyon, reyalize 100 la. kilohertz re-frekans ultrashort batman anplifikasyon nan pwodiksyon enèji prèske milijoule, maksimòm pouvwa pwodiksyon anplifye nan 92.9 Watt, ki koresponn ak enèji a nan yon batman kè sèl jiska 929 mikrojoule, la Atravè gradyan tanperati a ki baze bande gwo dispèsyon chirped fib griyaj ak segondè diffraction griyaj efikasite nan konpresè a presizyon dispèsyon matche, longèdonn nan sant nan 1030 nm, lajè spectral nan sèlman 2.4 nm nan konpresyon nan batman kè ultrashort a 335 femtoseconds (Lorentz Fitting Fourier transfòme limit lajè batman kè nan 325 femtoseconds), konprese pwodiksyon enèji batman kè jiska 800 microJoule, ki koresponn ak pik pouvwa a ki gen plis pase 2.38 gigawatt. Enèji batman kè pwodiksyon an se 800 microJoules, ki koresponn ak yon pouvwa pik ki gen plis pase 2.38 GW, ki se pi gwo pouvwa pik nan pwodiksyon ultrashort batman kè yo jwenn ki baze sou yon fib sèl-kristal nan yon frekans repetisyon nan 100 kilohertz, ak bon jan kalite a nan. pwodiksyon lazè gwo bout bwa teste, ak faktè kalite gwo bout bwa (M²) pi bon pase 1.3.
Travay rechèch sa a te sipòte pa Fondasyon Nasyonal Syans Natirèl Lachin nan anba sijè pwojè a pi gwo, Pwogram Western Young Scholars nan Akademi Chinwa Syans (CAS), Pwojè Espesyal Entegrasyon De Chèn nan Pwovens Shaanxi, Pwojè Espesyal Hongguang nan. Akademi Syans Chinwa a (CAS), ak New Star nan Syans ak Teknoloji nan pwovens Shaanxi. Rezilta rechèch yo ka bay nouvo ak efikas teknoloji sous limyè vle di pou rechèch syantifik ak teknolojik, pwosesis ultrarapid lazè ak lòt jaden. Tradui ak www.DeepL.com/Translator (vèsyon gratis)
