更小更便宜 實(shí)用型芯片級(jí)鈦寶石激光器或?qū)⒁I(lǐng)未來(lái)
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】隨著科技的飛速發(fā)展，人類(lèi)對(duì)微觀世界的探索愈發(fā)深入，對(duì)精密制造的需求也日益增長(zhǎng)。在這一背景下，激光技術(shù)作為一種高精度、高度可控的先進(jìn)工藝，成為了科研和工業(yè)領(lǐng)域不可或缺的重要工具。
鈦寶石激光器以其卓越的性能，在尖端量子光學(xué)、光譜學(xué)和神經(jīng)科學(xué)等眾多領(lǐng)域扮演著至關(guān)重要的角色。然而，傳統(tǒng)鈦寶石激光器體積龐大、價(jià)格昂貴，限制了其在實(shí)際應(yīng)用中的廣泛推廣。因此，如何將其微型化、降低成本，一直是科研工作者追求的目標(biāo)。
近日，首臺(tái)實(shí)用型芯片級(jí)鈦寶石激光器的問(wèn)世，或許能為業(yè)內(nèi)帶來(lái)進(jìn)一步發(fā)展。據(jù)悉，美國(guó)斯坦福大學(xué)團(tuán)隊(duì)在芯片上制造出一種鈦寶石激光器，比目前其他鈦藍(lán)寶石激光器體積縮小了萬(wàn)分之一，成本降低了千分之一，不僅實(shí)現(xiàn)了微型化，還大大降低了成本。
首臺(tái)實(shí)用型芯片級(jí)鈦寶石激光器如何誕生的？
據(jù)悉，此次激光器的制作與傳統(tǒng)激光器也有明顯區(qū)別，研究人員首先在二氧化硅(SiO?)平臺(tái)上鋪設(shè)了一層大塊的鈦藍(lán)寶石，并通過(guò)精密的研磨、蝕刻和拋光技術(shù)，將其加工成極薄的一層，厚度僅為幾百納米。隨后在這一極薄的鈦藍(lán)寶石層上，研究人員設(shè)計(jì)了一個(gè)由微小脊線組成的漩渦結(jié)構(gòu)，這些脊線類(lèi)似于光纖電纜，能夠引導(dǎo)光線不斷循環(huán)，并在循環(huán)過(guò)程中逐漸增強(qiáng)光的強(qiáng)度。這種結(jié)構(gòu)被稱為波導(dǎo)。
而為了實(shí)現(xiàn)光波長(zhǎng)的靈活調(diào)節(jié)，研究人員還設(shè)計(jì)了一個(gè)微尺度加熱器。這個(gè)加熱器能夠加熱穿過(guò)波導(dǎo)的光，從而允許研究人員改變發(fā)射光的波長(zhǎng)，將光的顏色調(diào)整到700到1000納米之間，即從紅光到紅外光。
鈦寶石激光器的應(yīng)用前景
實(shí)用型芯片級(jí)鈦寶石激光器主要的應(yīng)用前景集中在科研和工業(yè)領(lǐng)域。在科研方面，更小、更便宜的鈦寶石激光器將使得更多的實(shí)驗(yàn)室能夠擁有這一先進(jìn)的科研工具，從而推動(dòng)科研工作的深入發(fā)展。在神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域，這種新型激光器可以在光遺傳學(xué)中得到應(yīng)用，通過(guò)控制神經(jīng)元的活動(dòng)，進(jìn)一步揭示生命的奧秘。在量子物理學(xué)方面，它有望縮小最先進(jìn)的量子計(jì)算機(jī)的規(guī)模，推動(dòng)量子計(jì)算的快速發(fā)展。
而在工業(yè)領(lǐng)域，它能夠帶來(lái)更高的精度和效率，進(jìn)一步推動(dòng)激光技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)更高效、更精確的加工制造。具體到實(shí)際使用上可以是激光打標(biāo)、激光刻蝕，激光技術(shù)等現(xiàn)代制造業(yè)中不可或缺的技術(shù)。
當(dāng)然除了這兩方面外，這項(xiàng)突破也有利于激光手術(shù)等醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，以及激光通信等信息技術(shù)的進(jìn)步?？傊着_(tái)實(shí)用型芯片級(jí)鈦寶石激光器的問(wèn)世，是科研和工業(yè)領(lǐng)域的一次重大突破。它為科研和工業(yè)領(lǐng)域帶來(lái)了無(wú)限的可能性。我們有理由相信，在未來(lái)的發(fā)展中，芯片級(jí)鈦寶石激光器將發(fā)揮更加重要的作用，推動(dòng)人類(lèi)科技的持續(xù)進(jìn)步。
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