과학자들은 단시간에 많은 양의 에너지를 생성 할 수있는 새로운 유형의 레이저를 개발했으며 안과 및 심장 수술 또는 정밀 재료 공학에 응용 가능한 가치가 있습니다. 시드니 대학교 (University of Sydney)의 광학 및 광학 과학 연구소 장인 Martin Stucker 교수는 다음과 같이 말했습니다 :이 레이저의 특징은 펄스 지속 시간이 1 조분의 1 초 이하로 줄어들 때 에너지가 " 피크에 도달하면 짧고 강력한 펄스 재료를 처리하기에 이상적인 후보입니다.

하나의 응용은 각막 수술 일 수 있으며, 눈에서 물질을 부드럽게 제거하는 데 의존하며, 가열되지 않고 표면을 손상시키지 않는 강력하고 짧은 광 펄스가 필요합니다. 그들의 연구 결과는 Natural Photonics 저널에 실렸다. 과학자들은 통신, 계측 및 분광학에서 일반적으로 사용되는 간단한 레이저 기술로 되돌아 가서이 놀라운 결과를 달성했습니다. 이 레이저는 " 솔리톤 " 웨이브는 장거리에 걸쳐 모양을 유지하는 광파입니다. 이 솔리톤은 19 세기 초에 처음 발견되었지만 빛이 아니라 영국 산업 운하의 파도에서 발견되었습니다.

물리학 부의 선임 저자 인 Antoine Runge 박사는 다음과 같이 말했습니다 : 빛의 솔리톤 파가 모양을 유지한다는 사실은 통신 및 스펙트럼 분석을 포함한 광범위한 응용 분야에서 우수함을 의미합니다. 그러나 이러한 솔리톤을 생산하는 레이저는 제조하기 쉽지만 큰 영향을 미치지는 않습니다. 제조에 사용되는 고 에너지 광 펄스를 생성하려면 완전히 다른 물리적 시스템이 필요합니다. 미국 노키아 벨 연구소 (Nokia Bell Laboratories)의 실리콘 포토닉스 연구 책임자이자 안드레아 블랑코-레돈도 (Andrea Blanco-Redondo) 박사는 이렇게 말했다 : 솔리톤 레이저는 이러한 짧은 펄스를 달성하는 가장 단순하고 비용 효율적이며 가장 강력한 방법이다. 그러나 지금까지 기존의 솔리톤 레이저는 충분한 에너지를 제공 할 수 없었으며, 새로운 연구로 인해 솔리톤 레이저가 생체 의학 응용 분야에서 역할을 수행 할 수 있습니다.

  이 연구는 2016 년 시드니 4 대 솔리톤 발견을 발표 한 시드니 대학교 광전자 연구소 (Photo Institute of Photonics and Optical Sciences) 팀이 이전에 설립 한 연구를 기반으로합니다.

레이저 물리학의 새로운 법칙

일반적인 솔리톤 레이저에서 빛의 에너지는 펄스 폭에 반비례합니다. 광 펄스 시간이 절반으로 줄어들면 에너지가 두 배가된다는 식 E = 1 / τ로 증명됩니다. 4 회 솔리톤으로, 빛의 에너지는 펄스 지속 시간의 3 차 전력, 즉 E = 1 / τ3에 반비례한다. 이는 펄스 시간이 절반으로 줄어들면이 시간 동안 전달되는 에너지에 8 배가 곱해 짐을 의미합니다. 연구에서 가장 중요한 것은 레이저 물리학의 새로운 법칙입니다. 이 연구는 E = 1 / τ3이며 향후 레이저의 응용을 변화시킬 것임을 입증했습니다.

이 새로운 법칙을 입증한다는 증거는 연구팀이보다 강력한 솔리톤 레이저를 제조 할 수있게합니다. 이 연구에서는 1 조분의 1 초의 짧은 펄스가 생성되었지만 연구 프로젝트는 더 짧은 펄스를 얻을 수 있습니다. 이 연구의 다음 목표는 펨토초의 지속 시간으로 펄스를 생성하는 것인데, 이는 수백 킬로와트의 피크 전력을 갖는 초단파 레이저 펄스를 의미합니다. 이 유형의 레이저는 높은 피크 에너지가 필요하지만 기판이 손상되지 않은 경우 레이저를 적용하는 새로운 방법을 열 수 있습니다!