IMAGEN: Los científicos del Instituto de Física Experimental de la Facultad de Física de la Universidad de Varsovia han creado un láser de femtosegundo basado en fibra óptica. Arriba: Ph.D. estudiante Ene Szczepanek en el laboratorio. (Fuente: UW Física, ... ver más
Crédito: Fuente: UW Física, Grzegorz Krzy & # 380; ewski)
Un equipo de la Universidad de Varsovia, Facultad de Física ha creado un láser capaz de generar pulsos ultracortos de luz incluso bajo condiciones externas extremadamente difíciles. Esta combinación única de precisión y capacidad de recuperación se debe al hecho de que todo el proceso de generación de pulsos de láser de femtosegundos se lleva a cabo dentro de una fibra óptica seleccionado especialmente.
Su aspecto parece bastante poco visible: sólo una caja plana, rectangular, decenas de centímetros de diámetro y alrededor de la misma altura, con una delgada, "hilo"-brillante punta que lleva a cabo de la misma, siempre que se enrolla en una bobina. Este pequeño instrumento, construido por los físicos de la Facultad de Física de la Universidad de Varsovia, Polonia, es el primer láser de pulso de su tipo, capaz de generar pulsos de luz de femtosegundos en condiciones ambientales extremas de verdad. Su considerable resistencia a factores externos se consigue forzando a toda la actividad generadora de láser para producir directamente dentro de la propia fibra óptica. Como resultado, el dispositivo tiene el diseño más simple posible, y por lo tanto es altamente fiable.
pulsos de femtosegundos duran sólo unas pocas millonésimas de una mil millonésima de segundo. Los láseres utilizados para generar tales pulsos por lo general requieren un resonador óptico - un conjunto de espejos de precisión que es sensible a las condiciones externas. El instrumento construido en la Facultad de Física de la Universidad de Washington, sin embargo, no utiliza Mirros pero una fibra óptica.
"En nuestro láser, los pulsos ultracortos se generan directamente en el cable de fibra óptica. El diseño es tan simple que no hay nada que pueda romper ", dice el Dr. Yuriy Stepanenko (UW Facultad de Física e IPC PAS). Y admite que su equipo trató el nuevo láser de forma muy unrecommended por los fabricantes de instrumentos ópticos de precisión normales: "Nos presentamos en el láser y luego se calienta hasta un segmento de la fibra óptica de más de 120 grados centígrados. El gradiente de temperatura, por lo tanto era muy grande, y el láser todavía funcionaba bien. También lo ponemos en una coctelera, con una aceleración de más de 7 g. Todavía trabajó después, y lo más interesante es que también trabajó durante la prueba ".
El láser de femtosegundos de la Facultad de Física UW genera impulsos en una fibra óptica de iterbio dopado. La longitud de onda de la luz emitida está cerca de una micra (1030 nanómetros), que luego puede ser multiplicado por la generación de armónicos de orden superior.
"Las fibras ópticas han de años han conocido como una fuente de radiación láser, incluyendo pulsos de láser. Hemos tomado las cosas un paso más allá: hemos seleccionado cuidadosamente la combinación correcta de diodo bomba de láser y cable de fibra óptica, y ha desarrollado una manera de estabilizar todo el sistema para que sea más eficiente energéticamente para que funcione en el que el régimen de impulsos querido ", explica el estudiante de doctorado ene Szczepanek (UW Facultad de Física).
La fibra óptica en sí es flexible, y así pulsos de láser puede ser llevado fácilmente en lugares de difícil acceso a las técnicas de láser tradicionales. Para aplicaciones industriales, no es menos importante que el rayo láser aún conserva una excelente calidad espacial, independientemente de cómo se coloca el cable de fibra óptica: su sección transversal sigue mostrando el óptimo "curva de campana" (distribución de Gauss). El cable de fibra óptica, que actúa como resonador óptico principal, trabaja con una extraordinaria estabilidad, abriendo la posibilidad de extender el láser para incluir otros instrumentos ópticos de acuerdo con las necesidades específicas de los usuarios.
El láser "spaghetti tallarines", ya que sus diseñadores en broma lo describen, también tiene una ventaja más: la simplicidad de su diseño hará que sea un instrumento relativamente barato. Construido utilizando componentes disponibles en el mercado (un diodo semiconductor bomba y su conductor), que costaría sólo unos pocos miles de euros. Las empresas interesadas en comercializar el dispositivo también podría buscar formas adicionales de reducir el costo, por ejemplo mediante el uso de un controlador de diseño personalizado.
Dada su capacidad para trabajar de forma estable en condiciones extremadamente difíciles, el láser de femtosegundo de fibra óptica en el Instituto de Física Experimental, Universidad de Washington Facultad de Física, es muy adecuado para aplicaciones industriales, tal vez lo más prometedora en el campo de la superficie de acabado de micro-escala. Por ejemplo, los pulsos ultracortos, femtosegundo de duración se pueden utilizar para crear micro-orificios con bordes lisos, de precisión perfilada. Otras posibles aplicaciones se encuentran en el corte de semiconductores paneles solares y poner marcas en este tipo de materiales duros y preciosos como los diamantes. láseres de femtosegundo aquí tienen una ventaja sobre los instrumentos que generan pulsos más largos: las tensiones térmicas que se producen en el material a ser tan marcadas son bastante pequeñas, minimizando así el riesgo de su decoloración o formación de grietas. El "spaghetti fideos de" láser también podría ser un elemento importante de los dispositivos generadores de radiación de terahercios, tales como escáneres de los aeropuertos, así como dispositivos de medición refinados (como en la microscopía de dos fotones) y equipos médicos (como en la tomografía de coherencia óptica, usada para estudiar tejidos blandos como la retina).
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