Tisħin u Tkessiħ Rapidu - Ix-Xjentisti Jiżviluppaw Materjali Ġodda ta 'Gwadan bil-Lejżer
Huwa rrappurtat li r-riċerkaturi tal-Università ta 'California, San Diego (UCSD) żviluppaw materjal ġdid tal-lejżer - kristalli tal-alumina doped Nd, kapaċi li jarmu impulsi ta' qawwa għolja ultra-qosra (teoretikament baxxi sa 7.7 fs), disponibbli Għal il-produzzjoni ta 'lasers iżgħar u aktar qawwija b'reżistenza eċċellenti ta' xokk termali.
Biex jinkiseb dan, l-inġiniera fasslu strateġija ġdida għall-ipproċessar tal-materjal biex iħoll konċentrazzjonijiet għoljin ta 'joni tal-barju fil-kristalli tal-alumina. Fl-aħħarnett, ġie prodott l-ewwel mezz ta 'qligħ bil-lejżer ta' l-aluminium ittriju fil-qasam tar-riċerka dwar il-materjali tal-lejżer.
Nd (dopant) u alumina (materjal li jospita) huma ż-żewġ komponenti l-aktar użati tal-lum il-materjali tal-lejżer tal-istat solidu l-aktar avvanzati tal-GG # 39; Madankollu, il-kombinazzjoni ta 'Nd u alumina biex tipprepara mezzi tal-lejżer tippreżenta sfidi sinifikanti: id-daqs tagħhom huwa inkompatibbli. Il-kristalli tal-alumina ġeneralment ikun fihom joni żgħar bħal titanju jew kromju, filwaqt li joni Nd huma goffi wisq.
Iċ-ċavetta għat-tħejjija ta 'taħlita ta' alumina taċ-ċerju hija tisħin u tkessiħ rapidi taż-żewġ solidi. Tradizzjonalment, ir-riċerkaturi għamlu l-alumina drogata billi ddubuha b'materjal ieħor, u mbagħad tkessaħ it-taħlita bil-mod biex tikkristallizzaha. Elias Penilla, riċerkatur postdottorat, qal:" Madankollu, dan il-proċess huwa bil-mod wisq biex juża l-jonji ta 'l-istronzju bħala dopanti minħabba li għandhom it-tendenza li jitneħħew mill-ġisem ta' l-alumina waqt il-kristallizzazzjoni." Allura s-soluzzjoni tiegħu hija li tħaffef il-passi tat-tisħin u t-tkessiħ. Biex tevita li joni Nd jaħarbu.
Il-proċess il-ġdid jinvolvi li tissaħħan malajr taħlita taħt pressjoni ta 'alumina u trab taċ-ċerju b'rata ta' 300 ° C / min sakemm tilħaq 1260 ° C. Din it-temperatura hija biżżejjed biex tħoll konċentrazzjoni għolja ta 'ċerju fil-kannizzata tal-kristall ta' l-alumina. Is-soluzzjoni solida nżammet f'din it-temperatura għal 5 minuti u mbagħad imkessaħ malajr b'rata ta '300 ° C / min. Ir-riċerkaturi użaw diffrazzjoni tar-raġġi X u mikroskopija elettronika biex jikkaratterizzaw l-istruttura atomika tal-kristall tal-alumina tal-ittriju. Biex juru l-kapaċitajiet tal-lejżer tiegħu, ir-riċerkaturi wkoll ippumpjaw ottikament il-kristall b'dawl infra-aħmar ta '806 nm. Dan il-materjal jarmi dawl amplifikat b'tul ta 'mewġ ta' 1064 nm.
Permezz tal-ittestjar, ir-riċerkaturi wrew ukoll li r-reżistenza għax-xokk termali tal-bismut alumina hija 24 darba ogħla minn dik tal-materjal tal-qligħ tal-lejżer fi stat solidu Nd: YAG ewlieni. Javier Garay, professur tal-inġinerija mekkanika, qal:" Dan ifisser li nistgħu nippumpjaw dan il-materjal b'aktar enerġija qabel ma l-materjal jinqasam, sabiex ikun jista 'jintuża biex jagħmlu lasers aktar qawwija."
It-tim bħalissa qed jaħdem fuq l-iżvilupp ta 'lasers ġodda b'dan il-materjal ġdid.