O primeiro poderoso, feixe de laser polarizado aleatoriamente com um laser 'Q switch'. Os pulsos ópticos eram controlados por sinais elétricos. Crédito:(c) Toyohashi University Of Technology.
Uma equipe internacional de cientistas produziu o primeiro feixe de laser polarizado aleatoriamente com um laser "Q switch", que normalmente emite pulsos de luz tão breves que são medidos em nanossegundos. Lasers são uma parte crítica da tecnologia moderna - eles são usados em tudo, desde nossos automóveis a equipamentos médicos e satélites que orbitam a Terra. Agora, os pesquisadores estão ampliando as aplicações potenciais de lasers ainda menores e mais poderosos.
Os pesquisadores publicaram seus resultados em Relatórios Científicos .
"A evidência experimental fornecida neste estudo avança este campo de pesquisa em direção à realização de micro lasers integrados ativamente controláveis, "escreveu Taichi Goto, segundo autor do artigo e professor assistente no departamento de engenharia da informação elétrica e eletrônica da Toyohashi University of Technology, no Japão.
Outros contribuintes do estudo incluem cientistas do Institute for Molecular Science no Laser Research Center no Japão e do Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação da Iowa State University, nos Estados Unidos.
Os lasers do switch Q são usados em uma variedade de aplicações, inclusive em procedimentos cirúrgicos, e pode produzir resultados mais precisos com menos danos do que as ferramentas tradicionais. Os lasers requerem integração de responsabilidades ativas e passivas para máxima eficiência.
Pulso óptico obtido. O pico de potência foi de cerca de 1 kW. A largura de pulso foi de 25 ns. Crédito:(c) Toyohashi University Of Technology.
"Existem duas vantagens em controlar ativamente os micro lasers integrados, "disse Goto." O tamanho é pequeno, e a técnica de produção em massa pode ser usada. O preço de uma peça de laser Q switch pode ser reduzido com a integração. "
Uma técnica chamada de comutação Q produz saídas de pulso curtas, mas de alta potência. Como em outros lasers, uma corrente elétrica excita elétrons em um meio de laser - neste caso, é um cristal usado em lasers de estado sólido - e emite a energia resultante como luz amplificada. A luz pode ser polarizada em uma direção ou outra, mas é quase impossível mudar a luz polarizada aleatoriamente em um pequeno laser Q switch.
Goto e sua equipe usaram a comutação Q, junto com um laser com um décimo do tamanho de uma moeda americana, para produzir um feixe de laser dez vezes mais poderoso do que o relatado anteriormente com um laser maior.
Junto com a mudança do tamanho do laser, os pesquisadores também ajustaram o material magnético através do qual a luz viaja e se amplifica para um pulso mais poderoso. Com a adição de uma granada de neodímio-ítrio-alumínio, Goto poderia usar magneto-óptica para controlar melhor como a luz se move dentro da cavidade do laser.
Pela primeira vez, a luz polarizada aleatoriamente (não polarizada) foi gerada usando um laser Q-switch magneto-óptico neste trabalho, abrindo um novo campo de aplicações. Crédito:(c) Universidade de Tecnologia de Toyohashi.
Os pulsos curtos permitem aos pesquisadores alterar a polarização do laser por meio da manipulação dos fótons que constituem a luz. Em vez de uma luz constante, cada pulso pode ser comutado. O tamanho do laser significa que a energia é emitida, em vez de se dissipar enquanto viaja dentro do sistema.
Os pesquisadores planejam aumentar a potência de pico de seu sistema, de acordo com Goto. Eles também planejam aplicar o sistema como um micro laser integrado para testes adicionais.
