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探秘国家激光中心见证世界的数字激光器

2019/08/15 来源:温州信息港

导读

南非科学与工业研究委员会国家中心研究人员日前开发出世界数字,开辟了激光应用的新前景。近日走进这个位于比勒陀利亚的国家激光中心,见证了这个

  南非科学与工业研究委员会国家中心研究人员日前开发出世界数字,开辟了激光应用的新前景。近日走进这个位于比勒陀利亚的国家激光中心,见证了这个世界。

  在实验室里,大小不同的各种实验器材有序地摆在桌上。这个研究团队只有4人:研究员桑迪耶和福布斯,访问学者伊戈尔和他的博士生莉斯尔。目前他们以小组名义申请了专利。桑迪耶向本报介绍并展示了数字激光的工作原理。

  常规激光器一般包括 个部分。光学谐振腔,包括固定在两端的面对面的两个反射镜;泵浦源,通常是电流或光;增益介质,种类包括气体、液体和固体等。桑迪耶介绍,常规激光器工作原理是泵浦源的电流或光射进增益介质,增加增益介质里的电子能量,一些被增加能量的电子会自由释放特定频率的光子,谐振腔两端的反射镜把电子所释放的光子再反射回增益介质,反射回的光与增益介质内的电子产生共振并诱导更多电子释放光子,如滚雪球般把光放大,如此形成,部分激光束通过反射镜射出谐振腔,其形状由发射镜面形状来控制。

  桑迪耶展示反射镜,其表面均匀分割成十几个小镜面,每个小镜面代表着不同图像,意味着反射后产生不同的光束。如果需要其他激光束,就需要更换反射镜,这些光学元件昂贵且娇贵,每更换一次还需对光进行重新校准。

  而数字激光器的秘密在于将其中一个反射镜换成了 空间光调制器 。 空间光调制器 如同一个可反光的微型液晶显示屏, 只需通过电脑向显示屏输入特定图像就能得到所需要的激光模式。其特点是不用为每束激光设计一个新激光器,只需在电脑上变换图片,就能得到想要的光束形状。 福布斯介绍道。 数字激光可以创建几乎任何激光模式,而在以前,每束光都需要一个单独激光器,为此很多人需要花费一两年才能做到。 看到,随着电脑上图片的不断变化,反射镜上的激光束不断发生变化,非常有趣。

  桑迪耶表示,这项技术将改变现状,并可能在未来数年内创造出新市场。南非媒体则评论说,这项发明是激光技术的一个里程碑。在医疗领域,它可以用作无血手术,眼部护理和牙科。在工业领域,它可以帮助切割,焊接。在通信领域,它将极大促进光纤通讯的发展。

  接下来我们的挑战是将这项技术产业化, 福布斯说, 希望能有机会去中国,与中国同行切磋激光技术。

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