Os cientistas desenvolveram um novo tipo de laser que pode gerar uma grande quantidade de energia em um curto período de tempo e tem potencial valor de aplicação em oftalmologia e cirurgia cardíaca ou engenharia de materiais finos. O professor Martin Stucker, diretor do Instituto de Fotônica e Ciências Óticas da Universidade de Sydney, disse: A característica deste laser é que quando a duração do pulso é reduzida para menos de um trilhão de segundos, a energia pode " O pico é atingido, o que o torna um candidato ideal para o processamento de materiais pulsados curtos e poderosos.
Uma aplicação pode ser a cirurgia da córnea, que depende da remoção cuidadosa do material do olho, o que requer pulsos de luz fortes e curtos que não aquecem e danificam a superfície. Os resultados de suas pesquisas são publicados na revista Natural Photonics. Os cientistas alcançaram esse resultado notável retornando a uma simples tecnologia laser comumente encontrada em telecomunicações, metrologia e espectroscopia. Esses lasers usam um efeito chamado " soliton " onda, que é uma onda de luz que mantém a forma por uma longa distância. O soliton foi descoberto pela primeira vez no início do século 19, mas não foi encontrado na luz, mas nas ondas do canal industrial britânico.
Dr. Antoine Runge, principal autor da Escola de Física, disse: O fato de as ondas soliton na luz manterem sua forma significa que elas são excelentes em uma ampla gama de aplicações, incluindo telecomunicações e análise espectral. No entanto, embora os lasers que produzem esses solitons sejam fáceis de fabricar, eles não trarão muito impacto. Gerar pulsos de luz de alta energia usados na fabricação requer sistemas físicos completamente diferentes. Andrea Blanco-Redondo, coautora do estudo e chefe de fotônica de silício da Nokia Bell Laboratories nos Estados Unidos, disse: os lasers soliton são a maneira mais simples, econômica e poderosa de atingir esses pulsos curtos. No entanto, até agora, os lasers soliton tradicionais não foram capazes de fornecer energia suficiente, e novas pesquisas podem fazer com que os lasers soliton desempenhem um papel em aplicações biomédicas.
Esta pesquisa baseia-se na pesquisa previamente estabelecida pela equipe do Instituto de Fotônica e Ciências Óticas da Universidade de Sydney, que publicou a descoberta de solitários puros de quarta ordem em 2016.
Novas leis em física do laser
Nos lasers soliton comuns, a energia da luz é inversamente proporcional à sua largura de pulso. Está provado pela equação E = 1 / τ que, se o tempo de pulso da luz for dividido pela metade, você obterá o dobro da energia. Com um soliton quatro vezes, a energia da luz é inversamente proporcional à terceira potência da duração do pulso, ou seja, E = 1 / τ3. Isso significa que, se o tempo de pulso for reduzido pela metade, a energia que ele fornecer durante esse tempo será multiplicada por 8 vezes. Na pesquisa, o mais importante é uma nova lei na física do laser. A pesquisa prova que E = 1 / τ3, o que mudará a aplicação do laser no futuro.
A prova de estabelecer essa nova lei permitirá à equipe de pesquisa fabricar lasers soliton mais poderosos. Neste estudo, foram gerados pulsos tão curtos quanto um bilionésimo de segundo, mas o projeto de pesquisa pode obter pulsos mais curtos. O próximo objetivo do estudo é gerar pulsos com duração de femtossegundos, o que significará pulsos de laser ultra-curtos com potências de pico de centenas de quilowatts. Esse tipo de laser pode abrir uma nova maneira de aplicar o laser quando for necessário alto pico de energia, mas o substrato não estiver danificado!