Strona główna Aktualności
Przyroda

Niewiarygodny przepis na ultrakrótkie impulsy laserowe - działa!

26.02.2017 Przyroda

Warszawscy fizycy wytworzyli w światłowodzie ultrakrótkie impulsy o dużej energii, używając w tym celu sposobu, który dotychczas uchodził za niemożliwy do zrealizowania. Na zdjęciu doktorant Jan Szczepanek przy innowacyjnym laserze światłowodowym. Źródło: IChF PAN, Grzegorz Krzyżewski

Warszawscy optycy wytworzyli w światłowodzie ultrakrótkie impulsy o dużej energii, używając w tym celu sposobu, który dotychczas uchodził za niemożliwy do zrealizowania. Rozwiązanie okazało się nie tylko użyteczne, ale także zaskakująco proste!

W Centrum Laserowym Instytutu Chemii Fizycznej PAN (IChF PAN) i Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego (FUW) powstała nowatorska odmiana lasera światłowodowego. Za pomocą pomysłowego i prostego w realizacji rozwiązania warszawscy optycy „zmusili” jedną z odmian światłowodów do generowania ultrakrótkich impulsów o dużej energii. Szczególnie ciekawy jest przy tym fakt, że użyta metoda była uznawana przez specjalistów za niemożliwą do zrealizowania! Nowy laser jest przy tym pozbawiony mechanicznie wrażliwych części zewnętrznych, co czyni go atrakcyjnym rozwiązaniem dla przemysłu. Zgłoszony do opatentowania wynalazek już niedługo powinien wielokrotnie skrócić czas obróbki materiałów w obrabiarkach laserowych. O badaniach poinformowali w przesłanym PAP komunikacie przedstawiciele IChF PAN.

 

„Laser światłowodowy można skonstruować tak, żeby wszystkie procesy ważne dla powstania i kształtowania ultrakrótkich impulsów zachodziły w samym światłowodzie. Takie urządzenia, pozbawione zewnętrznych, mechanicznie wrażliwych elementów, działają bardzo stabilnie i idealnie nadają się do pracy w trudnych warunkach” - mówi dr hab. Yuriy Stepanenko z IChF PAN.

 

Akcja laserowa w światłowodzie prowadzi do powstania ciągłego strumienia światła. Uwalnianie energii w jak najkrótszych impulsach jest jednak znacznie korzystniejsze, ponieważ oznacza duży wzrost ich mocy.

 

Za generowanie impulsów w laserach światłowodowych odpowiada układ nazywany nasycalnym absorberem. Gdy natężenie światła jest małe, absorber blokuje światło, gdy jest ono duże – przepuszcza. Ponieważ w impulsach femtosekundowych (a więc trwających milionowe części jednej miliardowej sekundy) natężenie światła jest znacznie większe niż w ciągłej wiązce, parametry absorbera można tak dobrać, żeby ten przepuszczał wyłącznie impulsy.

 

„W światłowodach jako nasycalny absorber stosowano m.in. płatki grafenu, nakładane cienką warstwą na końcówkę światłowodu. Ale światłowody mają średnice rzędu mikronów. Nawet niewielka energia upchnięta w tak małym przekroju ma znaczną gęstość na jednostkę powierzchni, co wpływa na żywotność materiałów. Dlatego gdy próbowano zwiększać moc impulsów femtosekundowych, grafen nałożony na czoło złączki ulegał zniszczeniu. Inne absorbery, na przykład z nanorurek węglowych, także mogą ulec degradacji” - wyjaśnia Jan Szczepanek, doktorant z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego i pierwszy autor publikacji w czasopiśmie „Optics Letters” (https://doi.org/10.1364/OL.42.000575).

 

Aby wygenerować w światłowodzie impulsy femtosekundowe o wyraźnie większej energii, warszawscy fizycy postanowili usprawnić nasycalne absorbery innego typu, działające nie dzięki wyjątkowym właściwościom materiałów, a wskutek sprytnego wykorzystania takich zjawisk optycznych jak efekty nieliniowe, powodujące zmianę współczynnika załamania szkła.

 

Nowy laser wytwarza impulsy femtosekundowe o wysokiej jakości i dużej energii, nawet tysiąc razy większej niż w laserach z absorberami materiałowymi. Z kolei w porównaniu do dotychczasowych tzw. laserów z absorberami z obrotem polaryzacji urządzenie warszawskich fizyków ma znacznie prostszą konstrukcję, a więc i większą niezawodność.

 

PAP - Nauka w Polsce

 

lt/ mrt/

Tagi: ichf pan , lasery

Zasada działania nasycalnego absorbera z obrotem polaryzacji. W absorberze płaszczyzna polaryzacji światła o małym natężeniu tylko nieznacznie się obraca i ciągła wiązka jest blokowana przez polaryzator (zdjęcia dolne). Ultrakrótkie impulsy mają duże natężenie światła, w absorberze ich płaszczyzna polaryzacji obraca się o 90 stopni i dlatego przechodzą przez polaryzator. Źródło: IChF PAN, Grzegorz Krzyżewski

Podziel się
Ocena: 0 głosów

Logowanie



Nie pamiętam hasła

Rejestracja

Komentarze: 1
Skomentuj Zobacz wszystkie   Dyskutuj na forum

Uwaga Redakcje!

Wszelkie materiały PAP (w szczególności depesze, zdjęcia, grafiki, pliki video) zamieszczone w serwisie "Nauka w Polsce" chronione są przepisami ustawy z dnia 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych oraz ustawy z dnia 27 lipca 2001 r. o ochronie baz danych.

 

PAP S.A. zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: www.naukawpolsce.pap.pl a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - www.naukawpolsce.pap.pl. W przypadku portali społecznościowych prosimy o umieszczenie jedynie tytułu i leadu naszej depeszy z linkiem prowadzącym do treści artykułu na naszej stronie, podobnie jak to jest na naszym profilu facebookowym. 

 

Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów video.

 

Informacje tekstowe z kategorii "Świat" można pozyskać odpłatnie abonując Serwis Nauka i Zdrowie PAP. Serwis ten zawiera ponadto wiele innych najnowszych doniesień naukowych z zagranicy oraz materiałów dotyczących szeroko rozumianej problematyki zdrowotnej. 

 

Informacje na temat warunków umowy można uzyskać w Dziale Sprzedaży i Obsługi Klienta PAP, tel.: (+48 22) 509 22 25, e-mail:  pap@pap.pl

 

Informacje o przedruku artykułów z Serwisu Nauka w Polsce, prośby o patronaty medialne, informacje o prowadzonych badaniach, organizowanych konferencjach itd., prosimy przesyłać na adres: naukawpolsce@pap.pl

 

 

Najpopularniejsze materiały

więcej

Książka

Polskie tłumaczenie jednego z najważniejszych źródeł o historii Egiptu Polskie tłumaczenie jednego z najważniejszych źródeł o historii Egiptu

Do odczytania hieroglifów w 1822 r. jego zapiski stanowiły jedno z najważniejszych źródeł na temat historii faraonów Egiptu. Ukazało się pierwsze polskie tłumaczenie tekstów pozostawionych przez Manethona - kapłana egipskiego, który żył ponad 2 tys. lat temu.

Więcej

Myśl na dziś

Nauka jest kłótliwa i piękna. Jeśli chcesz mieć z nią coś do czynienia, musisz prowadzić wiecznie proces sądowy.
Isaac Newton

Nasz blog

Rektorzy, naukowcy! Doceńcie rolę popularyzacji! Rektorzy, naukowcy! Doceńcie rolę popularyzacji!

Rola komunikacji naukowej na polskich uczelniach wciąż nie jest dostatecznie doceniona. Ani przez naukowców, ani przez władze uczelni. Zdawałoby się, że prezentowanie osiągnięć naukowców to zadanie biur prasowych. Te jednak często mają ustalone zupełnie inne priorytety.

Więcej

Tagi