Tez isitish va sovutish - olimlar yangi lazer bilan ishlaydigan materiallarni ishlab chiqaradilar
Ma'lum bo'lishicha, Kaliforniya shtatidagi San-Diego universiteti (UCSD) tadqiqotchilari ultra qisqa (nazariy jihatdan 7,7 fs), yuqori quvvatli impulslarni chiqarishga qodir bo'lgan yangi lazerli material - Nd-doplangan alumina kristallarini ishlab chiqdilar. mukammal termal zarba qarshilikka ega bo'lgan kichikroq, kuchli lazerlarni ishlab chiqarish.
Bunga erishish uchun muhandislar alyuminiy oksidi kristallarida bariy ionlarining yuqori konsentratsiyasini eritib olish uchun yangi materialni qayta ishlash strategiyasini ishlab chiqdilar. Va nihoyat, lazer materiallarini tadqiq qilish sohasida birinchi bo'lgan itriyum alumina lazer yutish vositasi ishlab chiqarildi.
Nd (dopant) va alyuminiy oksidi (xost materiallari) bugungi kunda&# 39 ning eng zamonaviy qattiq holatdagi lazer materiallarining eng ko'p ishlatiladigan ikkita qismidir. Biroq, lazer vositalarini tayyorlash uchun Nd va alyuminiy oksidlarining birikmasi muhim muammolarni keltirib chiqaradi: ularning o'lchamlari mos kelmaydi. Aluminiy oksidi kristallari odatda titan yoki xrom kabi kichik ionlarni o'z ichiga oladi, Nd ionlari esa juda katta.
Serum alyuminiy oksidi aralashmasini tayyorlashning kaliti ikki qattiq jismni tez qizdirish va sovutishdir. An'anaga ko'ra, tadqiqotchilar dopingli alyuminiy oksidini boshqa material bilan eritib, so'ngra aralashmani kristallashtirish uchun asta-sekin sovitadilar. Doktorlikdan keyingi tadqiqotchi Elias Penilla shunday dedi:" Ammo bu jarayon stronsiyum ionlarini qo'shimchalar sifatida ishlatish uchun juda sekin, chunki ular kristallanish paytida alyuminiy oksidi tanasidan ajralishga moyil." Shunday qilib, uning hal isitish va sovutish qadamlar tezlashtirish iborat. Nd ionlarining chiqishini oldini olish uchun.
Yangi jarayon bosim ostida alyuminiy oksidi va seriyum kukuni aralashmasini 300 ° C / min tezlikda 1260 ° S ga qadar qizdirishni o'z ichiga oladi. Ushbu harorat seryumning yuqori konsentratsiyasini alumina kristalli panjarasida eritish uchun etarli. Qattiq eritma shu haroratda 5 daqiqa ushlab turildi va keyin 300 ° C / min tezlikda tez sovitildi. Tadqiqotchilar itriyum alumina kristalining atom tuzilishini tavsiflash uchun rentgen difraksiyasi va elektron mikroskopidan foydalanganlar. Uning lazer qobiliyatini namoyish etish uchun tadqiqotchilar optik ravishda kristallni 806 nm infraqizil nur bilan pompaladilar. Ushbu material 1064 nm to'lqin uzunligi bilan kuchaytirilgan yorug'lik chiqaradi.
Sinovlar natijasida tadqiqotchilar vismut alyuminiy oksidining termal zarbaga chidamliligi etakchi qattiq hol lazer yutish moddasi Nd: YAGnikidan 24 baravar yuqori ekanligini ko'rsatdi. Xaver Garay, mashinasozlik professori, dedi:&Quote Ushbu chora, biz uni yanada kuchli lazer qilish uchun foydalanish mumkin, shuning uchun, bu, moddiy tanaffuslar oldin ko'proq energiya bilan, bu ma'lumotni urishi mumkin."
jamoasi ayni paytda, bu yangi materiallar bilan yangi lazer ishlab chiqish ustida ish olib bormoqda.