介紹一種基于液滴的可調(diào)諧激光器

據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，近期，日本筑波大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種基于液滴的可調(diào)諧激光器，其可以通過噴墨打印方式實(shí)現(xiàn)，并且顏色（波長）會根據(jù)液滴形狀而發(fā)生變化。因此，這可能會使得光通信設(shè)備變得更便宜、更靈活。

該大學(xué)的筑波能源材料科學(xué)研究中心（Tsukuba Research Center for Energy Materials Science）的科學(xué)家們展示了一種生產(chǎn)離子液體微滴的簡單方法，這種微滴可用作靈活、持久且氣動可調(diào)諧的激光器。研究人員表示，與現(xiàn)有的無法在大氣中運(yùn)行的“液滴激光器”不同，這項(xiàng)新開發(fā)可能使“液滴激光器”能夠在日常大氣環(huán)境中使用。

筑波大學(xué)的研究人員利用人工“荷葉效應(yīng)（Lotus effect）”創(chuàng)造出可以像激光器一樣工作的液滴，同時(shí)保持穩(wěn)定長達(dá)一個(gè)月的時(shí)間。在這項(xiàng)新研究中，將一種稱為1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽（EMIBF4）的離子液體與一種染料混合，使其成為“液滴激光器”。選擇這種液體是因?yàn)樗舭l(fā)緩慢并且具有相對較大的表面張力。

然后，在石英襯底上涂覆微小的氟化二氧化硅納米顆粒，使表面排斥液體。當(dāng)EMIBF4從移液器中沉積在其上時(shí)，微小的液滴幾乎完全呈球形。研究人員表示，該液滴至少可以保持穩(wěn)定30天。

上述研究內(nèi)容以“Pneumatically Tunable Droplet Microlaser”為題發(fā)表于Laser & Photonics Reviews期刊。論文第一作者Hiroshi Yamagishi教授評論道：“通過數(shù)學(xué)計(jì)算預(yù)測，液滴的形態(tài)和光學(xué)特性，即使在暴露于氣體對流中，也能保持穩(wěn)定?！?/p>

液滴的形狀和抗蒸發(fā)穩(wěn)定性使得其在用激光泵浦源激發(fā)時(shí)保持光學(xué)共振。通過吹氮?dú)饪梢陨晕⒏淖円旱涡螤?，從而使激光峰值?45至662 nm范圍內(nèi)移動。

Hiroshi Yamagishi教授表示：“據(jù)我們所知，這是第一個(gè)可通過氣體對流實(shí)現(xiàn)可逆調(diào)諧的液體激光振蕩器?！?/p>

該液滴也可以用作非常靈敏的濕度傳感器或氣流檢測器。然后，研究人員使用了一種商用噴墨打印設(shè)備，該設(shè)備配備了可以處理粘性液體的噴墨打印頭。通過噴墨印刷形成的液滴陣列無需進(jìn)一步處理即可工作。

這項(xiàng)研究的結(jié)果表明，該“液體激光器”具有高度可擴(kuò)展性和易于生產(chǎn)的特點(diǎn)，因此可能會產(chǎn)生新的傳感器、氣流檢測器或更便宜的光纖通信設(shè)備。

審核編輯：劉清