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托木斯克理工大学学者研发出了激光变换器

2018-05-14 17:04:03 浏览:104

俄新社报道,作为国际研究团队的一个组成部分,托木斯克理工大学的科学家研发了一种经济的飞秒激光器,能够在整个可见光范围内平稳地调整其辐射波长。这项研究的结果发表在科学杂志“光子学研究”中。

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在任意长度的光波中产生辐射是现代光子学的基本任务。问题的现有解决方案是建立在光学晶体和光纤中使用非线性效应基础之上的光子学研究杂志中的一篇文章,作者表示,使用光纤中心通道的可变直径的光子晶体光纤可以很容易地进行激光辐射波长的平稳调整

据科学家称,通常激光在指定窄光谱带中发生的辐射严格取决于介质的特性。要获得红色或绿色辐射,必须创建一个新的激光,或使用转换技术来转换可用的辐射。这些技术对调整范围和转换器输入端的最小辐射强度有着根本的限制,或者会受到强大噪声的影响

TPU高能过程物理实验室副教授罗马·叶戈罗夫说:我们非常希望能研究一种解决方案,它可以消除已知方法的所有缺点,而且简单而经济。我们组装了一台光纤激光器,在输出端产生中心波长为1.04微米的光脉冲,脉冲持续时间从皮秒到50飞秒不等。激光辐射被注入到一块特殊形状的光子晶体光纤(MSF)中

MSF是一种特殊类型的光纤,其中心区域(光线将要到达的地方)被空心或者填充特殊材料的微管的有序结构包围。如果中心通道变细并且纤维材料被正确选择,则输出处的辐射谱将很大程度上取决于输入脉冲持续时间和强度。

文章的作者即采用这种情况。改变输入端脉冲持续时间和能量,他们可以轻松控制光纤内非线性和色散过程的平衡。根据罗马·叶戈罗夫的说法,输出辐射的脉冲具有很低的噪音,很容易在420-600纳米的波长范围内重新排列也就是说,它们几乎覆盖了整个可见光范围。

科学家说:众所周知,辐射光谱转换的方法非常耗能。我们没有关注能量消耗,而关注调整范围的宽度。也就是说,我们的方法有可能会增加能源的消耗至少与常规方法消耗的能量一样但却消除了常规方法的根本缺点。

目前,辐射波长的平稳调节在激光显微镜中有很大的需求,例如,用于生物成像法,即通过荧光染料能够观察到组织的微结构的方法。只有在特定波长照射灯的作用下荧光染料才开始。但是需要非常准确调整照明的波长以进入染料的吸收光谱。因此,有必要使用激光器来调整特定物质的波长。通过这种方式,可以获得活细胞的详细图片,这是用另一种方式无法看到的。

生物物体内部结构可视化方法的发展是生物学和物理学的首要任务之一。生物结构在微观层面上的研究使得揭示活生物体功能的原理和机制成为可能。科学家研发的激光变换器应用领域足够广泛,包括胚胎学,神经科学,肿瘤学等许多专题领域。


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