Materiais compostos 2D para lasers de fibra são promissores para aplicações ópticas ultrarrápidas

Os materiais bidimensionais (2D) têm atraído atenção significativa nos últimos anos devido às suas propriedades eletrônicas, ópticas e mecânicas únicas. Esses materiais têm o potencial de revolucionar uma ampla gama de tecnologias, incluindo lasers de fibra.

Lasers de fibra são um tipo de laser que usa uma fibra óptica como meio de ganho. Eles oferecem uma série de vantagens em relação aos lasers tradicionais, como alta eficiência, tamanho compacto e flexibilidade. No entanto, o desempenho dos lasers de fibra é limitado pelas propriedades do meio de ganho.

Os materiais 2D compostos oferecem uma série de vantagens potenciais para lasers de fibra. Esses materiais podem ser usados ​​para criar meios de ganho com altos índices de refração, baixa perda e ampla largura de banda. Eles também podem ser usados ​​para criar absorvedores saturáveis, que são usados ​​para controlar a potência de saída dos lasers de fibra.

Em um estudo recente, pesquisadores da Universidade de Southampton e do Laboratório Nacional de Física do Reino Unido demonstraram o uso de materiais compósitos 2D em um laser de fibra. Os pesquisadores usaram um composto de grafeno e nitreto de boro hexagonal (h-BN) para criar um meio de ganho com alto índice de refração e baixa perda. O laser produziu pulsos com duração de 100 femtossegundos, que é significativamente mais curto do que os pulsos produzidos pelos lasers de fibra tradicionais.

Os pesquisadores acreditam que os materiais compostos 2D têm o potencial de revolucionar os lasers de fibra. Esses materiais oferecem uma série de vantagens em relação aos meios de ganho tradicionais e podem ser usados ​​para criar lasers com uma ampla gama de propriedades. Isso poderia abrir novas possibilidades para aplicações em óptica ultrarrápida, como telecomunicações, imagens médicas e espectroscopia.

Benefícios dos materiais 2D compostos para lasers de fibra

Os materiais 2D compostos oferecem vários benefícios para lasers de fibra, incluindo:

* Alto índice de refração: O índice de refração de um material é uma medida de quanta luz é desviada ao passar pelo material. Um alto índice de refração é desejável para lasers de fibra porque permite um acoplamento mais eficiente da luz na fibra.
* Baixa perda: A perda de luz em um laser de fibra é um fator importante que limita seu desempenho. Os materiais 2D compostos têm baixa perda, o que significa que podem ser usados ​​para criar lasers com alta potência de saída.
* Largura de banda ampla: A largura de banda de um laser de fibra é uma medida da faixa de comprimentos de onda que o laser pode emitir. Os materiais 2D compostos têm uma ampla largura de banda, o que significa que podem ser usados ​​para criar lasers que podem emitir uma ampla gama de cores.
* Absorção saturável: A absorção saturável é uma propriedade dos materiais que lhes permite absorver luz em baixas intensidades, mas tornar-se transparentes em altas intensidades. Esta propriedade é essencial para a criação de lasers que podem produzir pulsos curtos de luz.

Aplicações de materiais 2D compostos para lasers de fibra

Materiais compostos 2D têm potencial para serem usados ​​em uma ampla gama de aplicações para lasers de fibra, incluindo:

* Telecomunicações: Os lasers de fibra são usados ​​em uma variedade de aplicações de telecomunicações, como amplificadores ópticos e conversores de comprimento de onda. Materiais compostos 2D poderiam ser usados ​​para melhorar o desempenho desses dispositivos, fornecendo maior ganho, menor perda e largura de banda mais ampla.
* Imagens médicas: Os lasers de fibra são usados ​​em uma variedade de aplicações de imagens médicas, como tomografia de coerência óptica (OCT) e imagens fotoacústicas. Materiais compostos 2D poderiam ser usados ​​para melhorar a resolução e a sensibilidade desses dispositivos, fornecendo maior ganho, menor perda e largura de banda mais ampla.
* Espectroscopia: Os lasers de fibra são usados ​​em uma variedade de aplicações de espectroscopia, como espectroscopia Raman e espectroscopia de fluorescência. Materiais compostos 2D poderiam ser usados ​​para melhorar a sensibilidade e seletividade desses dispositivos, fornecendo maior ganho, menor perda e largura de banda mais ampla.

Conclusão

Os materiais 2D compostos oferecem uma série de vantagens potenciais para lasers de fibra. Esses materiais podem ser usados ​​para criar lasers com maior ganho, menor perda, largura de banda mais ampla e absorção saturável. Isso poderia abrir novas possibilidades para aplicações em óptica ultrarrápida, como telecomunicações, imagens médicas e espectroscopia.