طور العلماء نوعًا جديدًا من الليزر يمكنه توليد الكثير من الطاقة في فترة زمنية قصيرة ، وله تطبيقات محتملة في طب العيون وجراحة القلب أو هندسة المواد الدقيقة. قال البروفيسور مارتن دي ستيك ، مدير معهد الفوتونات والعلوم البصرية في جامعة سيدني: إن ما يميز هذا الليزر هو أنه عندما يتم تقليل مدة النبض إلى أقل من تريليون من الثانية ، يمكن أن تكون الطاقة أيضًا " على الفور "في ذروتها ، هذا يجعلها مرشحًا مثاليًا لمعالجة المواد التي تتطلب نبضات قصيرة وقوية. قد يكون أحد التطبيقات هو جراحة القرنية ، والتي تعتمد على إزالة المواد بلطف من العين ، الأمر الذي يتطلب نبضات ضوئية قوية وقصيرة لا تسخن وتتلف السطح. نُشرت نتائج البحث في مجلة Nature Photonics. حقق العلماء هذه النتيجة الرائعة من خلال العودة إلى تقنية الليزر البسيطة الشائعة في الاتصالات والقياس والتحليل الطيفي. تستخدم هذه الليزرات تأثيرًا يسمى الموجات "الانفرادية" ، وهي موجات ضوئية تحافظ على شكلها على مسافات طويلة. تم اكتشاف Soliton لأول مرة في أوائل القرن التاسع عشر ، ولكن لم يتم العثور عليه في الضوء ، ولكن في موجات القناة الصناعية البريطانية. قال المؤلف الرئيسي الدكتور أنطوان رونج من كلية الفيزياء: حقيقة أن موجات السوليتون في الضوء تحافظ على شكلها تعني أنها ممتازة في مجموعة واسعة من التطبيقات بما في ذلك الاتصالات السلكية واللاسلكية والتحليل الطيفي. ومع ذلك ، على الرغم من سهولة تصنيع أجهزة الليزر التي تنتج هذه السلتونات ، إلا أنها لن تحدث تأثيرًا كبيرًا. لتوليد نبضات ضوئية عالية الطاقة تستخدم في التصنيع ، يلزم وجود نظام فيزيائي مختلف تمامًا. قالت الدكتورة أندريا بلانكو-ريدوندو ، المؤلفة المشاركة للدراسة ورئيسة فوتونات السيليكون في مختبرات نوكيا بيل بالولايات المتحدة: يعتبر ليزر Soliton هو الطريقة الأبسط والأكثر فعالية من حيث التكلفة والأقوى لتحقيق هذه النبضات القصيرة. ومع ذلك ، حتى الآن ، لم تتمكن ليزر السوليتون التقليدي من توفير طاقة كافية ، وقد تجعل الأبحاث الجديدة ليزر السوليتون مفيدًا في التطبيقات الطبية الحيوية. يعتمد هذا البحث على البحث السابق الذي وضعه فريق معهد الضوئيات والعلوم البصرية بجامعة سيدني ، والذي نشر اكتشاف السوليتون النقي من الدرجة الرابعة في عام 2016. قوانين جديدة في فيزياء الليزر في ليزر Soliton العادي ، تتناسب طاقة الضوء عكسًا مع عرض النبضة. ثبت من خلال المعادلة E = 1 / Ï "أنه إذا انخفض وقت نبضة الضوء إلى النصف ، فسيتم الحصول على ضعف الطاقة. باستخدام soliton الرابع ، تتناسب طاقة الضوء عكسًا مع القوة الثالثة لمدة النبضة ، أي E = 1 / Ï 3. هذا يعني أنه إذا انخفض وقت النبض إلى النصف ، فإن الطاقة التي يولدها خلال هذا الوقت ستُضاعف بمعامل 8. في البحث ، أهم شيء هو إثبات وجود قانون جديد في فيزياء الليزر. أثبت البحث أن E = 1 / Ï 3 ، مما سيغير طريقة تطبيق الليزر في المستقبل. إن الدليل على إنشاء هذا القانون الجديد سيمكن فريق البحث من صنع ليزر سوليتون أكثر قوة. في هذه الدراسة ، تم إنتاج نبضات قصيرة تصل إلى جزء من تريليون من الثانية ، ولكن يمكن لخطة البحث الحصول على نبضات أقصر. الهدف التالي من البحث هو توليد نبضات فيمتوثانية ، مما يعني نبضات ليزر فائقة القصر بقدرات ذروة تبلغ مئات الكيلوات. يمكن أن يفتح هذا النوع من الليزر طريقة جديدة لنا لتطبيق الليزر عندما نحتاج إلى طاقة ذروة عالية ولكن الركيزة غير تالفة.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies.
Privacy Policy
