Des scientifiques ont développé un nouveau type de laser
2021-12-10
Les scientifiques ont mis au point un nouveau type de laser capable de générer beaucoup d'énergie en peu de temps, qui a des applications potentielles en ophtalmologie et en chirurgie cardiaque ou en ingénierie des matériaux fins. Le professeur Martin De Steck, directeur de l'Institut de photonique et des sciences optiques de l'Université de Sydney, a déclaré : La caractéristique de ce laser est que lorsque la durée de l'impulsion est réduite à moins d'un billionième de seconde, l'énergie peut également être " instantanément "À son apogée, cela en fait un candidat idéal pour le traitement des matériaux qui nécessitent des impulsions courtes et puissantes. Une application peut être la chirurgie cornéenne, qui repose sur l'élimination en douceur des substances de l'œil, ce qui nécessite des impulsions lumineuses fortes et courtes qui ne chauffent pas et n'endommagent pas la surface. Les résultats de la recherche sont publiés dans la revue Nature Photonics. Les scientifiques ont obtenu ce résultat remarquable en revenant à une technologie laser simple que l'on trouve couramment dans les télécommunications, la métrologie et la spectroscopie. Ces lasers utilisent un effet appelé ondes "solitaires", qui sont des ondes lumineuses qui conservent leur forme sur de longues distances. Soliton a été découvert pour la première fois au début du 19e siècle, mais il n'a pas été trouvé à la lumière, mais dans les vagues du canal industriel britannique. L'auteur principal, le Dr Antoine Runge de l'École de physique, a déclaré : Le fait que les ondes solitons dans la lumière conservent leur forme signifie qu'elles sont excellentes dans un large éventail d'applications, notamment les télécommunications et la spectroscopie. Cependant, bien que les lasers qui produisent ces solitons soient faciles à fabriquer, ils n'apporteront pas beaucoup d'impact. Pour générer des impulsions lumineuses à haute énergie utilisées dans la fabrication, un système physique complètement différent est nécessaire. Le Dr Andrea Blanco-Redondo, co-auteur de l'étude et responsable de la photonique sur silicium chez Nokia Bell Labs aux États-Unis, a déclaré : Le laser soliton est le moyen le plus simple, le plus économique et le plus puissant d'obtenir ces impulsions courtes. Cependant, jusqu'à présent, les lasers solitons traditionnels n'ont pas été en mesure de fournir suffisamment d'énergie, et de nouvelles recherches pourraient rendre les lasers solitons utiles dans les applications biomédicales. Cette recherche s'appuie sur les recherches antérieures établies par l'équipe de l'Institut de photonique et des sciences optiques de l'Université de Sydney, qui a publié la découverte du soliton pur de quatrième ordre en 2016. De nouvelles lois en physique des lasers Dans un laser soliton ordinaire, l'énergie de la lumière est inversement proportionnelle à sa largeur d'impulsion. Il est prouvé par l'équation E=1/Ï„ que si le temps d'impulsion de la lumière est divisé par deux, le double de l'énergie sera obtenu. En utilisant le quatrième soliton, l'énergie de la lumière est inversement proportionnelle à la troisième puissance de la durée de l'impulsion, c'est-à-dire E=1/Ï„3. Cela signifie que si le temps d'impulsion est divisé par deux, l'énergie qu'il délivre pendant ce temps sera multipliée par un facteur de 8. Dans la recherche, le plus important est la preuve d'une nouvelle loi de la physique des lasers. La recherche a prouvé que E=1/Ï„3, ce qui changera la façon dont les lasers sont appliqués à l'avenir. La preuve de l'établissement de cette nouvelle loi permettra à l'équipe de recherche de fabriquer des lasers solitons plus puissants. Dans cette étude, des impulsions aussi courtes qu'un billionième de seconde ont été produites, mais le plan de recherche peut obtenir des impulsions plus courtes. Le prochain objectif de la recherche est de générer des impulsions femtosecondes, ce qui signifierait des impulsions laser ultracourtes avec des puissances de crête de centaines de kilowatts. Ce type de laser peut nous ouvrir une nouvelle façon d'appliquer le laser lorsque nous avons besoin d'une énergie de crête élevée mais que le substrat n'est pas endommagé.
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