Verbesserung des Femtosekunden-Ultrakurzpulslasers

Anonim

MXene, leitfähige Materialien, die in vielen Industriezweigen weit verbreitet sind, haben jetzt eine weitere vielversprechende Anwendung: Sie helfen dem Laser, extrem kurze Femtosekundenpulse abzufeuern, die nur ein Millionstel einer Milliardstel Sekunde dauern. Die Entdeckung, die von einem internationalen Forscherteam gemacht wurde, eröffnet neue Möglichkeiten für die Entwicklung moderner Femtosekunden-Pulslaser, die für die Augenchirurgie und Materialbearbeitung eingesetzt werden können.

MXene sind eine Klasse von zweidimensionalen Materialien, die aus Übergangsmetallen - den Metallen, die den zentralen Block des Periodensystems belegen - kombiniert mit Kohlenstoff und / oder Stickstoff bestehen. Trotz ihrer vielversprechenden Leistung in einer breiten Palette von Anwendungen, einschließlich Energiespeicherung und Gasmessung, wurde ihr potenzieller Einsatz für ultraschnelle Optik nicht untersucht.

Forscher des Koreanischen Instituts für Wissenschaft und Technologie (KIST) und der Universität von Seoul in Korea testeten gemeinsam mit Kollegen der Drexel University in den USA einen MXene aus Titancarbonitrid, um ein "modenverriegelndes" Gerät herzustellen. Die Vorrichtung wurde in der Laserkavität angeordnet und ergab stabile Laserimpulse von nur 600 Femtosekunden (Billiardstel einer Sekunde).

Es wurde festgestellt, dass dieses metallische MXene-basierte Gerät für langwellige Mittel-IR-Laser geeignet ist, was ein sehr großer Vorteil für Laseranwendungen ist.

Femtosekundenlange Laserpulse haben viele Anwendungen, wie z. B. in der i-Lasik-Präzisionsaugenchirurgie, bei der winzige Gewebebereiche in einer Zeit zerstört werden müssen, die kurz genug ist, damit die dafür benötigte Energie nicht in die umgebenden Gewebe und Gewebe diffundieren kann beschädige sie. Diese Laserimpulse werden auch zur Herstellung von Mikrosensoren und -geräten verwendet.

Die Forschung kann verwendet werden, um Strategien zur Herstellung von sättigbaren Absorbermaterialien zu entwickeln, die mit zunehmender Intensität weniger Licht absorbieren. Dieses optische Phänomen ist eines von mehreren, die als Ergebnis eines Konzepts, das als Nichtlinearität bezeichnet wird, erzeugt werden. Die nichtlineare Optik war in den vergangenen Jahrzehnten eines der am schnellsten wachsenden wissenschaftlichen Gebiete. "Die Entdeckung vielversprechender nichtlinearer optischer Materialien wird eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung zukünftiger Optiken spielen und ihre Auswirkungen können sowohl in grundlegenden Aspekten als auch in industriellen Anwendungen von großer Bedeutung sein", schreiben die Forscher in ihrer in der Fachzeitschrift Advanced Materials veröffentlichten Studie.

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