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科学家研发可变色纳米激光器

2020.10.06

据悉,受大自然启发,科学家研发出了一种新型纳米激光器,能够使用与变色龙相同的纳米力学来改变颜色。

变色龙通过控制其皮肤上纳米晶体的间距来改变颜色。这种新型纳米激光器则以类似的方式,通过控制可拉伸聚合物基体上的金属纳米颗粒的周期分布来实现颜色的改变。可拉伸聚合物基体通过拉伸可以将纳米颗粒之间的距离变大,或者通过收缩缩短它们之间的距离,进而改变激光的波长,从而改变了激光发射出光线的颜色。

美国西北大学教授Teri W. Odom表示:“因此,通过拉伸和释放弹性基材,我们可以随意选择发射光的颜色。”

通过混合四极杆等离子体激元这种光学反馈机制,纳米激光器可以保持较高模式质量。通过增加阵列中金属纳米粒子的尺寸,西北大学研究人员引入了高分屏晶格等离子共振,这种等离子共振具有耐侧向应变的出平面式电荷振荡。

研究人员进行了半定量模拟,演示在混合四极电磁热点处发生的激光聚集,从而实现对纳米级光物质相互作用进行机械调制。通过将金属纳米颗粒排列到由液体增益包围的弹性平板上,研究人员实现了具有高应变灵敏度的可逆、可调谐纳米镭射。

纳米激光器的变色能力,以及其他性能可进一步推动支持智能手机和电视机的柔性光学显示器、可穿戴光子设备以及测量应变的超敏感传感器等技术的发展。

该研究成果发表在《Nano Letters》上。

固体激光器的特性及应用趋势

固体激光器是用固体激光材料作为工作物质的激光器,工作介质是在作为基质材料的晶体或玻璃中均匀掺入少量激活离子,具有体积小、使用方便、输出功率大的特点。

固体激光器以光为激励源。常用的脉冲激励源有充氙闪光灯;连续激励源有氪弧灯、碘钨灯、钾铷灯等。在小型长寿命激光器中,可用半导体发光二极管或太阳光作激励源。一些新的固体激光器也有采用激光激励的。

固体激光器由于光源的发射光谱中只有一部分为工作物质所吸收,加上其他损耗,因而能量转换效率不高,一般在千分之几到百分之几之间。

上海伽太电子提供各类型科研激光器产品,联系:sales@gamtic.com,021-5197 0121.

固体激光器特性

固体激光器可作大能量和高功率相干光源。红宝石脉冲激光器的输出能量可达千焦耳级。经调Q和多级放大的钕玻璃激光系统的最高脉冲功率达10瓦。钇铝石榴石连续激光器的输出功率达百瓦级,多级串接可达千瓦。

固体激光器运用Q开关技术(见光调制),可以得到纳秒至百纳秒级的短脉冲,采用锁模技术可得到皮秒至百皮秒量级的超短脉冲。

由于工作物质的光学不均匀性等原因,一般固体激光器的输出为多模。若选用光学均匀性好的工作物质和采取精心设计谐振腔等技术措施,可得到光束发散角接近衍射极限的基横模(TEM00)激光,还可获得单纵模激光。

固体激光器应用趋势

固体激光器在军事、加工、医疗和科学研究领域有广泛的用途。它常用于测距、跟踪、制导、打孔、切割和焊接、半导体材料退火、电子器件微加工、大气检测、光谱研究、外科和眼科手术、等离子体诊断、脉冲全息照相以及激光核聚变等方面。固体激光器还用作可调谐染料激光器的激励源。

固体激光器的发展趋势是材料和器件的多样化,包括寻求新波长和工作波长可调谐的新工作物质,提高激光器的转换效率,增大输出功率,改善光束质量,压缩脉冲宽度,提高可靠性和延长工作寿命等。


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