[ad_1]

لیزرهای حالت جامد معمولی که در اشاره گرهای لیزر استفاده می شوند ، در محدوده مرئی نور تولید می کنند. با این حال ، بسیاری از برنامه های کاربردی ، مانند تشخیص مولکول ، به اشعه مادون قرمز میانی نیاز دارند. ساخت چنین لیزرهای مادون قرمز بسیار دشوارتر است ، به خصوص اگر تابش لیزر به صورت پالس های بسیار کوتاه و شدید لازم باشد.

مدت هاست که دانشمندان به دنبال روش های ساده برای تولید چنین پالس های لیزر مادون قرمز هستند – در TU Wien ، این امر در حال حاضر با همکاری دانشگاه هاروارد محقق شده است. فناوری جدید به تنظیمات بزرگ آزمایشی نیاز ندارد. می توان آن را به راحتی کوچک کرد و بنابراین برای کاربردهای عملی بسیار جالب است. اکنون نتایج جدید در مجله ارائه شده است ارتباطات طبیعت.

شانه فرکانس

یوهانس هیلبراند از انستیتوی الکترونیک Solid State در TU Vienna ، اولین نویسنده مطالعه ، گفت: “ما با استفاده از لیزرهای آبشار کوانتومی مخصوص طراحی شده در پیشرفته ترین مرکز نانو مرکز TU نور لیزر را در محدوده مادون قرمز تولید می کنیم.” در حالیکه در لیزرهای حالت جامد معمولی ، نوع نور ساطع شده به اتمهای موجود در ماده بستگی دارد ، اما در لیزرهای آبشار کوانتومی ، ساختارهای کوچک در محدوده نانومتر بسیار مهم هستند. با طراحی صحیح این ساختارها می توان طول موج نور را به طور دقیق تنظیم کرد.

دانشیار پروفسور بندیکت شوارتز ، که تحقیق در پروژه خود را با بودجه ERC تأمین می کند ، گفت: “لیزرهای کوانتومی آبشار ما فقط یک رنگ نور را ارائه نمی دهند ، بلکه طیف وسیعی از فرکانس های مختلف را ارائه می دهند.” “این فرکانسها بطور منظم مرتب می شوند ، همیشه با فاصله یکسان بین دندانهای شانه قرار دارند. بنابراین ، به چنین طیقی شانه فرکانس گفته می شود.”

چراغ مانند آونگ است

با این حال ، فقط فرکانس های ساطع شده توسط چنین لیزر آبشار کوانتومی بسیار مهم نیستند ، بلکه فازی است که در آن امواج نور متناظر نوسان می کنند. یوهانس هیلبراند توضیح می دهد: “شما می توانید این را با دو آونگ متصل شده توسط یک باند الاستیک مقایسه کنید.” “آنها می توانند دقیقاً به موازات یکدیگر یا در مقابل یکدیگر به عقب و جلو بچرخند ، به طوری که می توانند به سمت یکدیگر چرخش کنند یا از یکدیگر دور شوند. و این دو حالت ارتعاش فرکانس های کمی متفاوت دارند.”

این مورد با نور لیزر که از طول موج های مختلفی تشکیل شده است مشابه است: امواج نور منفرد روی شانه فرکانس می توانند دقیقاً همزمان شوند – سپس آنها به روشی بهینه همپوشانی دارند و می توانند پالس های کوتاه و شدید لیزر ایجاد کنند. یا ممکن است بین نوسانات آنها جابجایی وجود داشته باشد ، در این حالت هیچ پالسی ایجاد نمی شود ، بلکه نور لیزر با شدت تقریباً مداوم است.

تعدیل کننده نور

یوهانس هیلبراند می گوید: “استفاده از لیزرهای آبشار کوانتومی در گذشته دشوار بود که بین این دو گزینه جابجا شوید.” “با این حال ، ما یک تعدیل کننده کوچک در لیزر آبشار کوانتومی خود ساخته ایم که امواج نور بارها و بارها عبور می کنند.” ولتاژ متناوب به این تعدیل کننده اعمال می شود. بسته به فرکانس و قدرت ولتاژ در لیزر ، نوسانات مختلف نور می تواند تحریک شود.

“اگر شما کنترل این مدولاتور دقیقا با فرکانس مناسب، شما می توانید رسیدن به که فرکانسهای مختلف نوسان فرکانس ما دقیقا در هماهنگی، می گوید:” بندیکت شوارتز. “این امکان ترکیب این فرکانس ها به پالس های کوتاه و شدید لیزر را فراهم می کند – بیش از 12 میلیارد بار در ثانیه.”

این سطح کنترل بر روی پالس های کوتاه لیزر مادون قرمز قبلاً با لیزرهای نیمه هادی امکان پذیر نبود. در بهترین حالت ، این نوع نورها فقط با روشهای بسیار گران و از دست رفته تولید می شوند. بندیکت شوارتز گفت: “فناوری ما این مزیت اساسی را دارد که می توان آن را کوچک سازی کرد.” “می توان از آن برای ساخت مترهای جمع و جوری استفاده کرد که از این پرتوهای لیزر خاص برای یافتن مولکولهای بسیار خاص در نمونه گاز استفاده می کنند ، به عنوان مثال. با تشکر از شدت نور بالای پالس های لیزر ، اندازه گیری هایی که به دو فوتون همزمان نیاز دارند ممکن است

منبع تاریخچه:

مواد تهیه شده توسط دانشگاه صنعتی وین. توجه: مطالب را می توان از نظر سبک و طول ویرایش کرد.

[ad_2]

منبع: packge-news.ir