Strona główna nauka/tech Chińscy naukowcy przedstawiają najpotężniejszy na świecie laser dźwiękowy

Chińscy naukowcy przedstawiają najpotężniejszy na świecie laser dźwiękowy

50
0


Najpotężniejszy laser Phonon
Mikrosfera lewitowana przez pęsetę optyczną z podwójną wiązką (zielona) jest napędzana przez aktywny układ optomechaniczny (czerwony) w celu generowania nieliniowych laserów fononowych (fale kolorowe). Tymczasem wprowadzony sygnał elektryczny, reprezentowany przez białą błyskawicę, stanowi prosty, ale skuteczny sposób na poprawę jakości nieliniowego lasera fononowego, pokazanego jako kolorowe widmo. Źródło: Guangzong Xiao, Tengfang Kuang, Yutong He, Xinlin Chen, Wei Xiong, Xiang Han, Zhongqi Tan, Hui Luo, Hui Jing

Ostatnie postępy w technologii lasera fononowego, która wykorzystuje fale dźwiękowe zamiast światła, wskazują na obiecujące nowe zastosowania w obrazowaniu medycznym i eksploracji głębin morskich.

Nowatorska technika ulepsza działanie tych laserów poprzez stabilizację i wzmocnienie fal dźwiękowych, co pozwala na uzyskanie bardziej precyzyjnych i mocniejszych sygnałów wyjściowych. Rozwój ten nie tylko ulepsza istniejące zastosowania w zastosowaniach medycznych i podwodnych, ale także rozszerza potencjalne zastosowania na naukę o materiałach i obliczenia kwantowe.

Udoskonalanie technologii laserowej Phonon

Naukowcy z Chin dokonali znaczącego postępu w opracowywaniu laserów wykorzystujących fale dźwiękowe zamiast światła. Te „lasery fononowe” dają nadzieję na postęp w obrazowaniu medycznym, eksploracji głębin morskich i w innych obszarach.

Nowa technika polega na niewielkim elektronicznym szturchnięciu, które radykalnie zwiększa moc i precyzję fal dźwiękowych wytwarzanych przez laser. Toruje drogę przyszłym urządzeniom, które mogłyby wykorzystywać dźwięk do szerszego zakresu zastosowań.

Ulepszone nieliniowe lasery fononowe o szerszym zakresie częstotliwości
Zmierzone widmo mocy (PSD) fononów wykazuje wzrost jasności o ponad 3 rzędy i zawężenie szerokości linii, ujawniając szerokie scenariusze zastosowań obejmujące zakres słyszalny i ultradźwiękowy. Źródło: Guangzong Xiao, Tengfang Kuang, Yutong He, Xinlin Chen, Wei Xiong, Xiang Han, Zhongqi Tan, Hui Luo, Hui Jing

Pokonywanie wcześniejszych ograniczeń

Wcześniej lasery fononowe wykonane z małych obiektów charakteryzowały się słabymi i nieprecyzyjnymi falami dźwiękowymi, co ograniczało ich użyteczność. Nowa metoda pokonuje to wyzwanie, zasadniczo „blokując” fale dźwiękowe w bardziej stabilnym i mocnym stanie.

Ten przełom toruje drogę potężnym i precyzyjnym laserom fononowym odpowiednim do zastosowań w świecie rzeczywistym, takich jak obrazowanie medyczne i eksploracja głębin morskich. Lasery Phonon mogą stworzyć bardziej czułe i mniej szkodliwe techniki obrazowania medycznego, podczas gdy pojazdy głębinowe mogą zapewnić lepszą komunikację i nawigację.

Nieliniowy laser fononowy w ultradźwiękach biomechanicznych i monitorowaniu głębin oceanicznych
Laser fononowy wzmacnia fononikę do spójnego reżimu w szerszym zakresie częstotliwości, dzięki czemu może osiągnąć większą dokładność i dalsze poszerzenie scenariuszy zastosowań, takich jak identyfikacja uszkodzeń wielopostaciowych narządów i tkanek, wykrywanie flory i fauny głębinowej. Źródło: Guangzong Xiao, Tengfang Kuang, Yutong He, Xinlin Chen, Wei Xiong, Xiang Han, Zhongqi Tan, Hui Luo, Hui Jing

Szerszy wpływ i perspektywy na przyszłość

Lasery Phonon mogą mieć również zastosowanie w materiałoznawstwie, informatyce kwantowej i innych dziedzinach.

Badania te stanowią znaczący krok naprzód w rozwoju lasera fononowego, potencjalnie odblokowując szereg nowych technologii.

Odniesienie: „Ogromne wzmocnienie nieliniowych harmonicznych lasera fononowego z pęsetą optyczną” autorstwa Guangzong Xiao, Tengfang Kuang, Yutong He, Xinlin Chen, Wei Xiong, Xiang Han, Zhongqi Tan, Hui Luo i Hui Jing, 5 września 2024 r., eŚwiatło.
DOI: 10.1186/s43593-024-00064-8

Finansowanie: Chińska Narodowa Fundacja Nauk Przyrodniczych, Fundusz Naukowy dla Wybitnych Młodych Uczonych z prowincji Hunan, Program innowacji naukowo-technologicznych prowincji Hunan, Program przełomu w nauce i technologii prowincji Hunan, Fundacja Nauk Przyrodniczych prowincji Hunan



Link źródłowy