@ 2015.10.15 , 12:40

用光纤制造两微米的激光

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两微米波长的激光器可以在手术和分子检测上发挥重大作用。研究人员在洛桑联邦理工学院设法使用简单且廉价的方法造出这样的激光器。

近年来,2微米的激光(0.002毫米)已经日益引起研究者们的兴趣。在手术和分子检测的领域,它们与传统的短波激光相比有显著的优点,但是2微米激光器仍处于初期阶段。目前在实验室中使用的通常是体积大且昂贵,基于光纤的2微米激光器则好多了。因此这是光电系统实验室 (PHOSL)的研究人员出场的时候了。

洛桑联邦理工学院的研究团队以较低的成本设计了这些激光器,即通过改变光纤彼此连接的方式。由于新的配置,他们不仅能够制造出很好的2微米的激光器,而且生产时还不需要昂贵的和复杂的部件。

免出血手术和远程分子检测

两微米光谱区具有在医学、环境科学和工业上应用的潜力。在这些波长下,激光容易被水分子,也就是人体组织的主要成分吸收。在高精度手术的领域,它们可用于在操作过程中阵对目标水分子,并在组织非常小的区域上的进行切口操作而不穿透太深。更重要的是,激光的能量可以使血液凝结在伤口上,这样可以防止出血。

两微米激光也通过空气远距离探测气象关键数据也非常有用,更何况,它们在各种工业材料的处理非常有效。

把隔离器换成绕行通道

要造一个2微米的光纤激光器,通常把光注入到光纤环中,光纤环里有一个可以放大2微米的光增益区域。光在光纤环中循环,多次穿过增益区域获得越来越多的能量,直至成为一个激光器。为了达到最佳操作效果,这个系统包括一个昂贵的部件称为隔离器,这迫使光在单一方向循环。

在光电系统实验室(PHOSL)中,研究人员造了一个铥光纤激光器,这个激光器不需要隔离器。他们的想法是通过改变纤维的连接方式,引导它们改变方向而不是阻止它。我们插上了一种偏离装置,使得朝着错误的方向传播的光得以重新定向。这意味着隔离器不再需要,隔离器的作用就是防止光向错误的方向传播,就像是交通红绿灯的作用。我们把交通红绿灯换成了绕行线。

高品质的激光器

新的系统不仅被证明是比更传统的更便宜的,也显示出它可以生成更高质量的激光。解释如下:为激光以一个非常特殊的方式来相互交互,激光输出被纯化,因为纤维的成分和尺寸,能量可以在这个非典型性激光架构中循环。但光在交互时,由于放大纤维和高能传递通常会削弱传统激光器的性能,但由于采用了特殊结构,反而实际上提高了激光的质量。

本文译自 phys,由译者 amor 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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