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镁橄榄石激光器

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镁橄榄石激光器相关的资讯

  • 先进超快(飞秒、皮秒)激光器
    table width="633" cellspacing="0" cellpadding="0" border="1" align="center"tbodytr style=" height:25px" class="firstRow"td style="border: 1px solid windowtext padding: 0px 7px " width="132" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"成果名称/span/p/tdtd colspan="3" style="border-color: windowtext windowtext windowtext currentcolor border-style: solid solid solid none border-width: 1px 1px 1px medium border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " valign="bottom" width="501" height="25"p style="text-align:center line-height:150%"strongspan style=" line-height:150% font-family:宋体"先进超快(飞秒、皮秒)激光器/span/strong/p/td/trtr style=" height:25px"td style="border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width="132" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"单位名称/span/p/tdtd colspan="3" style="border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width="501" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"中科院物理研究所/span/p/td/trtr style=" height:25px"td style="border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width="132" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"联系人/span/p/tdtd style="border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width="168" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"方少波/span/p/tdtd style="border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width="161" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"联系邮箱/span/p/tdtd style="border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width="172" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"Renee_zlj@126.com/span/p/td/trtr style=" height:25px"td style="border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width="132" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"成果成熟度/span/p/tdtd colspan="3" style="border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width="501" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"□正在研发 √已有样机 □通过小试 □通过中试 √可以量产/span/p/td/trtr style=" height:25px"td style="border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width="132" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"合作方式/span/p/tdtd colspan="3" style="border-color: currentcolor windowtext windowtext currentcolor border-style: none solid solid none border-width: medium 1px 1px medium padding: 0px 7px " width="501" height="25"p style="line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"√技术转让 √技术入股 √合作开发 √其他/span/p/td/trtr style=" height:304px"td colspan="4" style="border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width="633" height="304"p style="line-height:150%"strongspan style=" line-height:150% font-family: 宋体"成果简介:/span/strong/pp style="text-indent:28px line-height:24px"span style=" font-family:宋体"激光器被广泛运用于工业、农业、精密测量和探测、通讯与/spanspan style=" font-family:宋体"a href="https://www.baidu.com/s?wd=%E4%BF%A1%E6%81%AF%E5%A4%84%E7%90%86&tn=44039180_cpr&fenlei=mv6quAkxTZn0IZRqIHckPjm4nH00T1Ykmy7WP1K-Pjf3PhRdPynv0ZwV5Hcvrjm3rH6sPfKWUMw85HfYnjn4nH6sgvPsT6KdThsqpZwYTjCEQLGCpyw9Uz4Bmy-bIi4WUvYETgN-TLwGUv3EnHmsrjfsPjT1" target="_blank"span style=" color:windowtext text-underline:none"信息处理/span/a/spanspan style=" font-family:宋体"、医疗、军事等各方面,并在许多领域引起了革命性的突破。其中,超快激光器倍受各界追捧。它不仅可以实现加工的“超精细”,还实现了真正意义上的激光“冷”加工;由于超快特性,可以用于更精密的手术;更高的峰值功率,可引雷、放电,快速毁坏目标,导弹拦截、卫星致盲等等。/span/pp style="text-indent:28px line-height:24px"span style=" font-family:宋体"由于飞秒激光的前沿性,是激光产业中高利润的高端产品。国际市场每年飞秒激光相关产值约100 亿美元,国内市场为国外公司垄断,大量外汇流失(10亿美元),同时影响国家安全。/span/pp style="text-indent:28px line-height:24px"span style=" font-family:宋体"中国科学院物理研究所光物理重点实验室从事飞秒激光器研究多年,开发出一系列飞秒激光器及相关科研成果,包括:/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"飞秒钛宝石激光振荡器/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"TW/spanspan style=" font-family:宋体"级飞秒超强激光放大器/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"高重复频率飞秒激光放大器/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"飞秒参量激光器/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"光纤飞秒激光器/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"全固态飞秒激光器/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"全固态皮秒激光器/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"低噪声光学频率梳/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"窄线宽及可调谐激光器/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"同步及延时控制器/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"周期量级激光及其CEP锁定/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"用户定制激光器/span/pp style="text-indent:28px line-height:24px"span style=" font-family:宋体"部分产品和指标达到国际领先或国内首次的程度,包括:/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"同步飞秒激光器(国际领先)/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"飞秒PW超强激光(世界纪录)/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"若干全固态飞秒激光(国际首次)/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"紫外波段皮秒激光(国际领先)/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"红外波段飞秒激光(国际领先)/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"阿秒激光装置(国内首次)/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"飞秒光学频率梳(国内首次)/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"飞秒参量激光振荡器(国内首次)/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"飞秒镁橄榄石激光(国内首次)/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"飞秒Cr:YAG激光(国内首次)/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"飞秒激光压缩器(国内最短脉宽)/span/pp style="line-height:150%"strongspan style=" line-height:150% font-family: 宋体"主要技术指标:/span/strong/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/insimg/ea10646a-372a-4205-8429-4a0ef2b8d87e.jpg" title="3.png"//pp style="line-height:150%"strongspan style=" line-height:150% font-family: 宋体"技术特点:/span/strong/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"超快:国内最短激光脉冲,3.8fs/可见光波段/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"超强:1.16PW峰值功率,当时的世界纪录/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"阿秒:160as/XUV极紫外波段,国内首次实现/span/pp class="MsoListParagraph" style="margin-left:60px text-align: left line-height:24px"span style=" font-family:Wingdings"Ø span style="font:9px ' Times New Roman' " /span/spanspan style=" font-family:宋体"光梳:稳定度~10-18 /秒,国际同类最高结果之一/span/p/td/trtr style=" height:75px"td colspan="4" style="border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width="633" height="75"p style="line-height:150%"strongspan style=" line-height:150% font-family: 宋体"应用前景:/span/strong/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"自20世纪60年代问世以来,激光已在工业、医学、军事等众多领域广泛应用。近年,超短脉冲激光即超快激光成为激光领域的先端发展趋势。脉冲越短,激光的精度越高、释放的能量越大。在实验室,a href="http://laser.ofweek.com/tag-%E6%BF%80%E5%85%89%E8%84%89%E5%86%B2.HTM" target="_blank" title="激光脉冲"span style="color:windowtext text-underline:none"激光脉冲/span/a已短到飞秒级别(1飞秒等于千万亿分之一秒)。超快激光投入应用,成为人类工具史上的又一“利器”。/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"飞秒激光作为最重要的前沿方向,可以完成常规激光无法完成的工作,因此应用更为广泛,需求量巨大。/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"在加工制造领域:比常规激光更高的精度、更高质量的加工效果。如发动机汽缸、太阳能电池、仿生加工…/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"在医疗领域:由于超快特性,可以用于更精密的手术,无痛、高效。近视、老花…/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"在国防领域:更高的峰值功率,快速毁坏目标,导弹拦截、卫星致盲。引雷、放电等常规激光所不能。/span/pp style="text-indent:28px line-height:150%"span style=" line-height:150% font-family:宋体"在科研领域:常规激光远远不能的科学前沿:激光粒子加速、高能物理、光钟……/span/p/td/trtr style=" height:72px"td colspan="4" style="border-color: currentcolor windowtext windowtext border-style: none solid solid border-width: medium 1px 1px border-image: none 100% / 1 / 0 stretch padding: 0px 7px " width="633" height="72"p style="line-height:150%"strongspan style=" line-height:150% font-family: 宋体"知识产权及项目获奖情况:/span/strong/pp style="text-indent:28px line-height:24px"span style=" font-family:宋体"已经申请相关发明专利23项。包括——/span/pp style="text-indent:28px line-height:24px"a title="高对比度飞秒激光脉冲产生装置"span style=" font-family:宋体 color:windowtext text-underline:none"高对比度飞秒激光脉冲产生装置/span/aspan style=" font-family:宋体"(申请号CN201210037173.1)/span/pp style="text-indent:28px line-height:24px"span style=" font-family:宋体"一种全固态皮秒激光再生放大器(申请号CN201210360026.8)/span/pp style="text-indent:28px line-height:24px"a title="飞秒锁模激光器"span style=" font-family: 宋体 color:windowtext text-underline:none"飞秒锁模激光器/span/aspan style=" font-family:宋体"(申请号CN201410251367.0)/span/pp style="text-indent:28px line-height:24px"a title="基于全固态飞秒激光器的天文光学频率梳装置"span style=" font-family:宋体 color:windowtext text-underline:none"基于全固态飞秒激光器的天文光学频率梳装置/span/aspan style=" font-family:宋体"(申请号CN201410004852.8)/span/pp style="text-indent:28px line-height:24px"a title="全固态陶瓷锁模激光器"span style=" font-family:宋体 color:windowtext text-underline:none"全固态陶瓷锁模激光器/span/aspan style=" font-family:宋体"(申请号CN201310349408.5)等/span/pp style="text-indent:28px line-height:24px"span style=" font-family:宋体"曾获得国家自然科学二等奖/span/p/td/tr/tbody/tablepbr//p
  • 美建成世界最大激光器
    美建成世界最大激光器 所释能量将震撼世界    经过10余年设计制造、35亿美元投资,美国建成世界最大激光器。   新装置将于6月投入实验。能否借助新装置实现核聚变成为科学家现阶段关注焦点。他们希望,这一装置能把可控核聚变变为“工程现实”。   建成完工   美联社报道,美国能源部定于3月31日宣布,位于加利福尼亚州利弗莫尔劳伦斯国家实验所的“国家点火装置”(National Ignition Facility)已建成合格。   “国家点火装置”激光器占地约一个足球场般大小,由192个激光束组成。每个光束能在千分之一秒的时间内前行1000英尺(合304.8米),同时汇聚到一处橡皮擦般大小的目标上。   “国家点火装置”项目的建造计划于上世纪90年代早期提出,当时预计投资7亿美元,工程1997年正式开工。   项目负责人爱德华摩西说,“国家点火装置”192个激光束产生的能量将是世界第二大激光器的60至70倍,后者位于美国罗切斯特大学。   “这是一个重要里程碑,”摩西说。   美联社说,“国家点火装置”的设计初衷是帮助确保美国“年老”核武器的可靠性。   国家核安全管理局负责人托马斯达戈斯蒂诺说,激光器的建成将确保美国在无需地下核试验的情况下保证核武库的持续可靠性。  开发核能   “国家点火装置”投入科学实验后,预计将于2010年至2012年间收获首批重大实验成果。   利用“国家点火装置”实现可控核聚变是科学家眼下关注焦点。   与核裂变依靠原子核分裂释放能量不同,聚变由较轻原子核聚合成较重原子核释放能量,常见的是由氢的同位素氘与氚聚合成氦释放能量。与核裂变相比,核聚变能储量更丰富,几乎用之不竭,且干净安全。不过,操作难度巨大。   英国广播公司说,当星体内部存在巨大压力,核聚变能在约1000万摄氏度的高温下完成,然而,在压力小很多的地球,核聚变所需温度达到1亿摄氏度。   “国家点火装置”将寄望通过汇聚大功率激光束实现这一高温。   摩西说:“当‘国家点火装置’的所有激光束全力发射,它们将对目标产生1.8兆焦的紫外光能。”   由于激光脉冲持续时间只有数纳秒,这相当于对准滚珠大小般的氢“燃料球”瞬间发电500万亿瓦,比全美用电高峰时期消耗的电能还多。   摩西说,整个过程将创造出1亿摄氏度的高温和数十亿个大气压,使氢同位素的原子核聚变,产生比触发反应所需能量多出数倍的核能。   “能量收益”   能否在核聚变过程中实现“能量收益”是问题的关键。英国广播公司说,此前有实验实现过核聚变,但未能使核聚变释放的能量超过触发实验所需能量。   对此,摩西充满信心。他说:“我们正在实现目标的路上——首次在实验室环境中实现可控、持续的核聚变和能量收益。”   英国广播公司说,“国家点火装置”如果成功,核聚变释放出的能量将达到触发反应所需能量的10倍至100倍。   英国牵头的高能激光项目(Hiper)同样致力于核聚变能量的开发与利用。其项目负责人迈克邓恩说,“国家点火装置”一旦成功,将“震撼世界”,这将标志着激光核聚变从物理学进入“工程现实”。   “这将解决基本物理学问题,”他说,“让整个社会集中致力于利用这类能量。”   邓恩指出,“国家点火装置”每发射一次激光束需间隔数小时,仅能证明核聚变操作的科学性,却不能满足建造“激光核聚变动力工厂的需求”,后者可能每秒钟需完成数次发射。   “这意味着(需要)一种完全不同的激光技术,”他说。
  • 《自然》:世界最小纳米激光器在美问世
    研究人员最近展示了一种有史以来最小的激光器,其包含一个直径仅为44纳米的纳米粒子。该器件因能产生一种称为表面等离子的辐射而被命名为“spaser”。这项新技术可允许光子局限在非常小的空间内,一些物理学家据此认为,就像晶体管之于现今的电子产品,spaser也许将成为未来光学计算机的基础。 美国诺福克大学材料研究中心物理学教授米哈伊尔诺基诺夫表示,现今最好的消费电子产品可在大约10吉赫兹的速度上运行,但未来的光学器件的运行速度可达到几百太赫兹范围。一般来说,光学器件难以实现小型化,是因为光子无法限定在比其一半波长更小的区域内。但以表面等离子形式与光作用的器件就能将光限定在非常紧密的位点上。 诺基诺夫说,目前科学家们正在基于等离子的新一代纳米电子设备的理论研究上努力探索。与以前的其他等离子器件不同的是,spaser能有效地产生和放大这些光波。诺基诺夫及同事在近期的《自然》杂志上发表了此项研究成果。 spaser包含一个直径仅为44纳米的单纳米粒子,激光器的其他不同部分的功能则与常规激光器无异。在普通激光器中,光子通过可放大光线的增益介质在两个镜面间反弹。而spaser中的光则围绕一个等离子形式的纳米粒子核中的金球表面进行反弹。 此中的挑战是确保这种能量不会快速从金属表面消散。诺基诺夫及其团队通过在金球上喷涂嵌有染料的硅层来实现这一要求。硅层可作为增益媒介。来自spaser的光可作为等离子体保持在限定区域,亦可作为可见光范围的光子离开粒子表面。像一个激光器一样,spaser必须“泵”入必要的能量,研究人员利用光脉冲轰击粒子来达到这个目的。 常规激光器的大小取决于其使用的光波长,反射面间的距离不能小于光波长的一半,在可见光范围大约为200纳米。spaser则是利用等离子体解决了此局限。诺基诺夫说,spaser也许将能做到一个纳米大小,但任何小于这一尺寸的纳米粒子,其功能就会丧失。 美国乔治亚州大学物理学教授马克斯托克曼称,和目前最快的晶体管相比,spaser虽具有同等的纳米尺度,但其速度要快上1000倍,这为制造速度超快的放大器、逻辑元件和微处理器提供了可能。 诺基诺夫则表示,spaser不仅能在光子计算机领域找到用武之地,也能在现今使用常规激光器的领域得到应用。更为现实的应用领域就是磁性数据存储业。现今用于硬盘的磁性数据存储介质已达到其物理极限,扩展其存储能力的方法之一就是在其记录过程中用非常小的光点对介质进行加热,而这必须使用纳米激光器才能做到。
  • 最亮手持激光器在美问世 亮度为阳光八千倍
    Wicked公司研制的S3氪激光器,射程可达到85英里。  S3氪激光的亮度可达到阳光的8000倍。  北京时间9月8日消息,从CD到DVD,激光技术的触角已经延伸到地球的每一个角落。科学家研制的激光器中绝大多数能量很小,与科幻作品中可怕的太空激光武器相差十万八千里。在研制激光器的道路上,美国Wicked激光公司又向前迈出一步,他们研制的S3氪激光器射程可达到85英里(约合136公里),可以穿过房间点燃纸张,能够从地球大气层锁定地面上的物体。  S3氪激光的亮度达到阳光的8000倍,是世界上亮度最高的手持激光器。目前,吉尼斯世界纪录组织正对这一激光器进行评估。Wicked公司表示:“建议用户佩戴护目镜。”S3氪激光器的售价为299美元,涵盖一副护目镜的价格。在人类肉眼看来,绿色激光的亮度是蓝色激光的20倍,S3氪激光器便是绿色激光,拥有惊人的射程。它的能量很高,能够在远距离点燃纸张和火柴。由于内置微处理器,S3氪激光器不会出现温度过高情况。  Wicked公司为S3氪激光器采用了一系列安全举措,例如使用密码以防止滥用激光器。此外,他们还警告用户,不要将激光对准车辆、飞行员、动物、人或者卫星。这款激光器能够进入“战术休眠”模式,允许激光器立即冷启动。  由于任何非人造物体都无法从距地面85英里的高度照射到地球——除非科幻影片中入侵地球的外星人——人们不免对S3氪激光器的用途产生好奇。Wicked公司CEO史蒂夫-刘表示:“如果这款激光器安装在一个稳定的支架(我们并不卖这种支架)上并与卫星同步,宇航员能够看到微弱的绿光。这种实验需要获得政府航天机构的批准。我们的绝大多数职业消费者将这种激光器用于军队、工业界和科学研究。一些业余爱好者将其视为一个奇异的玩具,探索它的用途。作为公司的一项政策,我们并不列出激光器的具体用途,同时建议专业人员使用我们的产品并对自己的行为负责。”  WickedLasers.co.uk等网站计划将这种危险的装置进口到英国。2010年,一名青少年被自己从网上购买的绿色激光器严重灼伤眼睛,这起事故发生后,英国健康保护署发出警告,提醒公众不要购买大功率激光器。目前,英国已经有超过12个人因将大功率激光指示器对准飞行员、司机和足球运动员被送进监狱。
  • 美利用超材料制成高定向太赫兹激光器
    美国哈佛大学和英国利兹大学的一个联合研究小组最近演示了一种新型太赫兹半导体激光器,其发射的太赫兹光波准直性能与传统太赫兹光源相比显著改善。该激光器的研发成功,为太赫兹科技的应用打开了更广阔的领域。哈佛已经为此提交了一系列专利申请。这一进展发布在8月8日的《自然材料》杂志上。  新型太赫兹激光器突破了传统材料的限制,研究人员刻了一组亚波长光栅,直接加倍了超材料晶面的光流量,设备以3太赫兹(百亿赫兹)的频率发射光线(波长为100微米,在可见光谱中属于远红外线),大大降低了这些半导体激光器的散射角度,同时保持了光能的高输出功率。  这种超材料被直接嵌入光学设备的高吸收性砷化镓晶面上,在演示中能看到,人造光显示出深浅不同的微米光栅,各具不同的功能。浅蓝色的狭缝能将输出的激光功率加倍,导向并限定在晶体表面。  太赫兹射线(T—rays)能穿透纸张、衣物、塑料和其他一些材料,在探测隐匿武器和生物制剂方面非常理想,在做肿瘤成像检测时对人体无伤害和副作用,还能探测材料内部诸如断裂之类的缺陷,也可用于星际稀薄化学物质的高灵敏探测。  研究人员卡帕索表示,新的人造光学设备,从晶面上发出的激光器非常紧密,瞄准度非常高,高度凝聚使光能有效聚集,这是昂贵且笨重的传统透镜达不到的。  另一位研究人员林菲尔德说,新的太赫兹激光器还能用于海关探测非法药品,并能检验生产和存储的药物是否合格。这种超材料还能用作一种演示的工具,同时还具有一些神奇的潜在功能,如用来研发隐身斗篷、负折射和高解析图像。  研究的另一项重要意义就是这种超材料的光导作用。该设备产生的极强太赫兹光线,以直线光束导向激光晶面,这种超强的限定导向作用,还可应用于传感器和太赫兹光路。
  • 美造出最小和最高效的无阈值激光器
    美国加州大学圣地亚哥分校的研究人员制造出迄今最小的室温纳米激光器以及一台效率很高的无阈值激光器,能让所有光子都以激光形式进行发射,不浪费任何光子。  所有激光器都需要源于外部特定数量的抽运功率来发射相干光束或激光。产生激光还必须满足阈值条件,也就是相干输出要大于产生的自发辐射。然而,激光器越小,达到发射激光的阈值所需的抽运功率越大。为了解决这一问题,科学家们为新激光器设计了一种新方法,使用共轴纳米腔内的量子电动力效应来减轻阈值限制。该激光腔包含有一个被一圈金属镀层所包裹的金属棒,通过修改该激光腔的几何形状,科学家们制造出了这种无阈值激光器。  新设计也使他们制造出了迄今最小的室温激光器。新的室温纳米尺度的共轴激光器比两年前《自然—光子学》杂志介绍的最小激光器小一个数量级,整个设备的直径仅为半微米。  这两台激光器需要的操作功率都非常低,这是一个重要的突破,这些小尺寸且超低功率的纳米激光器可成为未来微型计算机芯片上的光学电路的重要元件。这些高效的激光器可被用于增强未来光子通讯使用的计算芯片的能力,光子通讯领域需要使用激光器在芯片上遥远的点之间建立通讯链接。这种激光器需要的抽运功率更少,也意味着传送信息需要的光子数量也更少。  参与该研究的雅可布工程学院的Mercedeh Khajavikhan认为,这种无阈值激光器还能被缩小,这使其能从更小的纳米设备捕获激光,因此能被用于制造和分析比目前激光器发出的光波波长更小的超材料。超材料的应用范围从能看见单个病毒或DNA分子的超级镜头到能让物体周围的光弯曲使它“隐身”的隐形设备。(黄健)
  • 美拟研发新X射线激光器
    美国政府顾问小组近日提议,美国需要建造一种能够将电子在材料反应和化学反应中的活动轨迹成像的新型X射线激光器。  能源部下属的基础能源科学咨询委员会(BESAC)已经驳回了提交的关于未来X射线光源的4份提案,取而代之的是一个更具雄心的计划。BESAC表示,如果各方面力量能够齐心协力,该方案是完全可以实现的。  麻省理工学院加速器物理学家、曾在BESAC研究该课题的William Barletta认为:委员会所期望的机器将会是一种&ldquo 自由电子激光器&rdquo ,可以利用磁力来扭动电子光束,从而发射出连续的X射线。至于这种新型激光器的规格,委员会建议它应能提供快速的X射线脉冲重复率以及较广的X射线光子能量范围。  这一想法与美国劳伦斯伯克利国家实验室的一项提案不谋而合。劳伦斯伯克利国家实验室提议,&ldquo 下一代光源&rdquo (NGLS)这种自由电子激光器使用一种受超导磁体加速的电子光束。该提案已通过能源部审核,但还须经过国会的详细审查。  但是NGLS所能提供的能量范围还未达到顾问小组的期望,而与斯坦福线性加速器中心的相应提案范围相吻合。该中心提议对线性相干光源(LCLS)系统进行升级&mdash &mdash 这是一种已投入运行的自由电子激光器。  Barletta说,顾问小组认为,无论是NGLS项目还是待升级的LCLS项目都各有优点和缺点,两个实验室需要通力协作,寻求共识,取人之长,补己之短。  该顾问小组也听取了支持&ldquo 终极储存环&rdquo 的声音。终极储存环已经在一些美国的国家实验室中使用,其功能与X射线同步加速器相似,能够发射连续的X射线,并且可以循环利用光束,以达到节能效果。  Barletta认为研究终极储存环提案最关键的一点是:能源部应当仔细评估并认真审查升级已有同步加速器的方案,以确认将经费花在建造新型终极储存环上是否更值得。另外,瑞典、巴西、日本等国家正在建造比美国更先进的同步加速器。
  • 10月1日起啤酒饮用水橄榄油“国标”实施
    从10月1日起,关于啤酒、饮用水、橄榄油的3条重要国家标准将实施,其中,《啤酒》国家标准和《饮用天然矿泉水》国家标准为代替原有国标的新国标,而《橄榄油、油橄榄果渣油》国家标准为酝酿多年首次实施。  酒精度小于0.5度为“无醇”  新《啤酒》国家标准由中国酿酒工业协会修订。  与原国标相比,新标准修改了干啤酒、冰啤酒、低醇啤酒、小麦啤酒、浑浊啤酒的定义,并增加了无醇啤酒和果蔬类啤酒的定义。新国标中无醇啤酒的定义为:酒精度小于等于0.5%vol(升),原麦汁浓度大于等于3.0°P(原麦汁浓度)的啤酒,又称脱醇啤酒。  资料显示,英、美等国也将“0.5%”作为无醇门槛。  专家提醒消费者,“无醇啤酒”依然是啤酒,也含有低浓度酒精。无论酒精度数多低,还是不要酒后驾驶。  溴酸盐限量0.01毫克  新《饮用天然矿泉水》国家标准最显著的特点是:取消菌落总数指标,新增溴酸盐指标限量。此外还规定,饮用天然矿泉水须在标志中标示水源点名称,除非经国家有关部门审批认可,否则不得标“医疗作用”。  新国标规定每L(升)饮用天然矿泉水中的溴酸盐含量须小于0.01mg(毫克)。同时,新国标还取消了在我国饮用水指标中居重要位置的“菌落总数”指标。在取消菌落总数指标的同时,新国标增加了3项微生物的指标限量,规定取样250毫升饮用天然矿泉水中,粪链球菌、铜绿假单胞菌和产气荚膜梭菌等 3项致病菌含量均为“0”。  果渣油不算橄榄油  橄榄油国标此番是首度实施,之前已酝酿多年。  《橄榄油、油橄榄果渣油》国家标准首次明确油橄榄果渣油不能算是橄榄油。国标也对包括反式脂肪酸、油橄榄果实年份的标注作了规定。  据悉,果渣油是一种从油橄榄果渣中获得的油脂。果渣油和初榨橄榄油的进口差价很大,前者离岸价不到30元/公斤,后者超过60元/公斤。  另外,在我国市场上曾出现商家将进口分装日期(二次灌装日期)标为生产日期的情况,损害了消费者利益。针对这一现象,国标规定,进口分装产品在标注分装日期的同时必须标注原产国生产日期,生产日期是指用各种加工工艺从油橄榄鲜果中提取油脂的时间。
  • 首台芯片级掺钛蓝宝石激光器研制成功
    激光线宽测量。图片来源:《自然光子学》美国耶鲁大学一组研究人员开发出首台芯片级掺钛蓝宝石激光器,这项突破的应用范围涵盖从原子钟到量子计算和光谱传感器。研究结果近日发表在《自然光子学》杂志上。掺钛蓝宝石激光器在20世纪80年代问世,可谓激光领域的一大进步。它成功的关键是用作放大激光能量的材料。掺钛蓝宝石被证明十分强大,因为它提供了比传统半导体激光器更宽的激光发射带宽。这一创新引领了物理学、生物学和化学领域的基础性发现和无数应用。台式掺钛蓝宝石激光器是许多学术和工业实验室的必备设备。然而,这种激光器的大带宽是以相对较高的阈值为代价的,也就是它所需的功率较高。因此,这些激光器价格昂贵,占用大量空间,在很大程度上限制了它们在实验室研究中的使用。研究人员表示,如果不克服这一限制,掺钛蓝宝石激光器仍将仅限于小众客户。将掺钛蓝宝石激光器的性能与芯片的小尺寸相结合,可驱动受功耗或空间大小限制的应用,如原子钟、便携式传感器、可见光通信设备,甚至量子计算芯片。耶鲁大学展示了世界上第一台集成了芯片级光子电路的掺钛蓝宝石激光器,它提供了芯片上迄今看到的最宽增益谱,为许多新的应用铺平了道路。新研究的关键在于激光器的低阈值。传统掺钛蓝宝石激光器的阈值超过100毫瓦,而新系统的阈值约为6.5毫瓦,通过进一步调整,研究人员相信可将阈值降低到1毫瓦。此外,新系统还与广泛用于蓝色LED和激光的氮化镓光电子器件兼容。
  • 量子级联激光器促进生命科学研究
    中红外QCL成像有助于光谱学家分析组织切片和进行药物分析,它还能进行呼气分析实现早期疾病诊断,并支持实时无创血糖监测。”昕虹光电为山西大学研究组呼气氨气检测项目,提供了来自瑞士Alpes Lasers的QCL光源以及配套的专用激光发射头、温控+电流驱动器。我们的应用科学家在QCL应用于医疗呼气检测方面,有丰富的学术研究经验。若您有相关需求,欢迎与我们联系!原文标题:Quantum Cascade Lasers Boost Life Science Research作者:PANAGIOTIS GEORGIADIS, OLIVIER LANDRY, ALEX KENIC, and MILTIADIS VASILEIADIS (Alpes Lasers)来源:Photonics.com编译:昕甬智测实验室1971 年 10 月,Rudolf F. Kazarinov和Robert A. Suris 提出了“在具有超晶格的半导体中放大电磁波的可能性”[1]。科学界花了20多年的时间来构建利用这一原理的器件。1994年,贝尔实验室的Jérôme Faist及其同事发表了基于子带间跃迁(量子阱之间导带中的激发态)的激光源工作原型和相关研究结果[2]。Faist后来与同事在瑞士共同创立了Alpes Lasers。图一 量子级联激光器 (QCL) 的典型光束轮廓(来源:Alpes Lasers)自量子级联激光(QCL)光源商业化以来,已经过去了20 多年。使用热电冷却在室温下运行的QCL现在已无处不在。这些激光器开创了中远红外光谱的新时代。近年来,QCL在稳定性、功率、光谱范围、可调性和整体性能方面取得了许多进步,其成本也逐渐被工业界所接受。此外,带间级联激光器(ICL)是另一种中红外激光器,与QCL一样,ICL中的每个注入载流子都会产生多个光子。ICL 的工作原理是基于II型异质结和级联带间跃迁(电子带之间的转移),不同于QCL的子带间跃迁。ICL在较短波长上是QCL的有效补充,通常在3.5 µm波长范围内,ICL的性能优于QCL。中远红外光谱的发展为光谱学领域创造了各种各样的应用场景,一些利用相干中红外光源的新应用得以在医学和工业中开展,并获得许多研究成果。就像1970年代初期傅里叶变换红外(FTIR)光谱设备取代色散光谱仪一样,QCL可以预见地正在逐渐取代笨重的FTIR设备。在QCL的相关研究中受益匪浅的几个关键领域,包括生命科学中的生物学、病理学和毒理学,以及医疗保健和制药行业。随着其激光功率的增加(允许穿透更厚的样品)、稳定性和紧凑性(允许它们部署在临床环境中),基于QCL的光谱分析,正迅速成为医学研究的先进技术。中远红外激光用于生命科学和医学领域的几个例子,像是薄组织切片的中红外成像、基于激光光谱学的液体或气体样品分析、生物标志物监测、病原体检测、药物开发分析等应用。QCL 使各种各样的医疗应用得到了改进,从样本的实验室分析到改变游戏规则的常规医疗程序,例如无创血糖监测。尽管取得了很大进展,目前生物医学界尚未充分发挥QCL技术的潜力。医学影像红外成像已经为医学领域带来重大进步。多光谱和高光谱成像技术已被证明对生物分子研究和组织病理学非常有效,并且在测试时间和准确性方面,使用成像来促进医疗干预变得越来越重要。 目前,我们已经有了成熟的无创红外成像技术,利用红外光谱分析组织和细胞。这些技术当中的一部分使用背反射光(主动)构建图像,其他的方法依赖检测组织由于其温度而发射的红外辐射(被动),由红外探测器感测热发射并产生组织中发射分布的热图。此外,在红外中使用标记成像(labeled imaging)[3]已经被视为一种成熟的常规技术存在[4]。电磁频谱中红外波段的使用在临床诊断中的应用范围广泛,从高分辨率和深度分辨的组织可视化,到温度变化(热成像)评估。此外,中红外光谱体外映射在组织和细胞分类的应用取得了显着进展——例如,用于识别癌细胞[5]。然而,在使用中红外光子学进行此类分析,尤其是无标记细胞和组织分类方面,还存在巨大的潜力[6]。大多数商用中红外成像设备通常受限于有限的波长能力(使用单模激光源),或是低功率导致较低的信噪比(如FTIR显微镜)。每种设备通常都是为特定的医学成像应用量身定制的,因此只针对某特定光谱范围做开发。相较之下,来自维也纳工业大学的Andreas Schwaighofer及团队在2017的一篇论文《Quantum cascade lasers (QCLs) in biomedical spectroscopy》证明QCL具有明显的优势:QCL可以针对特定目的进行定制,或者同时满足多种需求。最近的研究计划旨在通过进一步扩展QCL的能力,以开发功能更全面的中红外成像设备。研发人员希望同时达到FTIR设备的光谱可调性和基于多激光器外腔(External-Cavity)配置的更强信号激光源,在外腔配置中,组合使用了多达六个宽增益激光器。这些器件在可调谐性、精度和功率方面为中红外激光源提供了前所未有的能力。呼气分析分析呼出空气的科学,也称为呼吸组学(breathomics)或呼气组学(exhalomics),正在迅速成为医生和研究人员的主流应用。中红外激光特别适合这一新兴领域,因为人呼吸中存在的大多数挥发性有机分子在中红外光谱中具有明显的吸收指纹。针对呼气中的挥发性有机化合物(VOCs)以及特定气体(例如甲烷、丙酮、CO2 和其他受关注的化合物),可以使用激光光谱分析技术对其进行浓度检测。这些物质是生物标志物,可以向医生传达有关个人健康的大量信息。例如:VOC成分可以揭示炎症,丙酮水平可以提供关于一个人的代谢活动的信息(常用于肥胖研究和监测代谢紊乱),高水平的一氧化氮可能表明哮喘,而一氧化碳水平可以作为一种氧化应激或呼吸系统疾病的生物标志物。在过去的10年中,几个研究小组一直在探索呼吸组学,某些医疗初创公司正在利用QCL和 ICL分布式反馈(DFB)激光源,对人或动物呼吸进行气体传感。新的激光源例如QCL阵列和光束合并的DFB QCL等技术,将使多组分的呼吸分析成为可能,为医生提供更强大的诊疗工具。图二 基于QCL的呼气检测仪器液体生物标志物分析尽管QCL光谱通常与气体传感有关,但QCL也是分析液体的重要工具。由于拥有更高的激光功率,QCL允许分析更厚的样品和更复杂的基质,使其适用于生命科学中的许多应用。此类应用之一是基于激光的血液分析,它最近受到了很多媒体的关注,特别是在实时无创监测血糖水平方面。这种开创性的方法使用中红外激光源,可以实时经过皮肤透过光谱来监测葡萄糖。这种方法可以减轻糖尿病患者因使用针头定期检查血糖水平而带来的压力。此外,中红外集成光子学进一步改进了现有的小型化、可穿戴设备,能够执行连续测量,为医生提供可用于个性化治疗的数据。中红外激光在血液分析中的一项新用途是检测神经退行性疾病,例如阿尔茨海默氏症和帕金森氏症。通过专注于可在中红外光谱中检测到的一些特定生物标志物[8],医生可以使用 QCL光谱分析技术,远在可识别的症状出现之前,提前8年预测疾病的未来发作。起始于疾病早期的药物治疗会更有效,因此这些信息很有价值,甚至可能促进疾病的预防。尿液是另一种可以分析生物标志物的液体生物样本(图三)。因为样本易于获取且相关检测的实验室技术丰富,尿液分析被广泛使用,最重要的是,尿液中存在的细胞成分、蛋白质和各种分泌物反映了一个人的代谢和病理生理状态(图四)。医生要求进行尿液分析的原因有很多,包括进行常规医学评估、评估特定症状、诊断医疗状况(例如尿路感染和未控制的糖尿病)以及监测疾病进展和对治疗的反应(例如肾脏疾病和糖尿病)。图三 QuantaRed Technologies基于QCL的尿液分析仪,具有两个由Alpes Lasers开发的组合DFB QCL。该分析仪是在NUTRISHIELD项目中开发的,获得了欧盟地平线2020研究和创新计划的资助(来源:QuantaRed Technologies GmbH)图四 Alpes Lasers开发的DFB QCL合路器。该组件已成功集成到尿液分析仪和基于光子学的检测模块中,用于分析水质,特别是用于检测细菌。该模块是在WaterSpy项目中开发,获得了欧盟地平线2020研究和创新计划的资助(来源:Alpes Lasers)使用QCL的分析设备能够根据中红外光谱分析结果直接量化尿液中的主要成分,如尿素和肌酐。QCL技术还可以检测酮类、葡萄糖和蛋白质。这些生物标志物的浓度升高可以作为各种疾病和病症的早期指标(图五)。图五 多激光系统中光束组合器的各种元件,包括高热负荷外壳中的 QCL(L和R)、反射镜 (M)、窗口 (W)、二向色分束器 (P) 和调节螺钉(x) 和 (y)(来源:Alpes Lasers)结语随着QCL领域的高速发展,包括多激光器外腔、超宽谱可调设备,或者在不久的将来,新开发的QCL频率梳的应用,可以期待的是,QCL将为生命科学领域带来更大规模的进展。参考文献1. R.F. Kazarinov and R.A. Suris (1971). Possible amplification of electromagnetic waves in a semiconductor with a superlattice. Sov Phys — Semicond, Vol. 5. pp. 707-709.2. J. Faist et al. (1994). Quantum cascade laser. Science, Vol. 264, Issue 5158, pp. 553-556.3. D.M. Gilmore et al. (2013). Effective low-dose escalation of indocyanine green for near-infrared fluorescent sentinel lymph node mapping in melanoma. Ann Surg Oncol, Vol. 20, Issue 7, pp. 2357-2363.4. Quest Medical Imaging (2021). Applications of the Quest Spectrum fluorescence imaging system, www.quest-mi.com/promising-applications.5. S. Pahlow et al. (2020). Application of vibrational spectroscopy and imaging to point-of-care medicine: a review. Appl Spectrosc, Vol. 72, pp. 52-84.6. S. Mittal and R. Bhargava (2019). A comparison of mid-infrared spectral regions on accuracy of tissue classification. Analyst, Vol. 144, Issue 8, pp. 2635-2642, www.doi.org/10.1039/c8an01782d.7. A. Schwaighofer et al. (2017). Quantum cascade lasers (QCLs) in biomedical spectroscopy. Chem Soc Rev, Vol. 46, Issue 7, pp. 5903-5924.8. A. Nabers et al. (2018). Amyloid blood biomarker detects Alzheimer’s disease. EMBO Mol Med, Vol. 10, Issue 5, p. e8763, www.doi.org/10.15252/emmm.201708763.昕甬智测实验室隶属于宁波海尔欣光电科技有限公司,专注于中远红外激光光谱检测技术(QCL/ICL+TDLAS),致力推动激光光谱技术的产业化应用,以激光之精,见世界之美。
  • 世界最大激光器:192束激光点燃人造太阳
    经过10余年设计制造、35亿美元投资,美国建成世界最大激光器  新浪科技讯 北京时间5月7日消息,据美国《连线》杂志网站报道,在劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)国家点火设施(NIF)的科学家,希望利用192个激光器和一个由400英尺长的放大器及滤光器阵列构成的装置,制造出一个像太阳或者爆炸的核弹一样的自维持聚变反应堆(self-sustaining fusion reaction)。最后一批激光器安装完毕后,《连线》网站记者参观了这个点火设施。观看看世界上最先进的科学设备。  1.美国“国家点火装置”  这个大部头看起来可能很像迈克尔贝执导的《变形金刚》中的人物,但是这个大型机器很快就会成为地球上的恒星诞生地。  美国“国家点火装置” 位于加州,投资约合24亿英镑,占地约一个足球场大小。科学家希望该激光器能模仿太阳中心的热和压力。“国家点火装置”由192个激光束组成,产生的激光能量将是世界第二大激光器、罗切斯特大学的激光器的60倍。2010年,192束激光将被汇聚于一个氢燃料小球上,创造核聚变反应,打造出微型“人造太阳”,产生亿度高温。  2.庞大的靶室  庞大的靶室  在庞大的靶室里,192束激光束进入直径是33英尺的蓝色真空室,在那里跟一个胡椒瓶大小的目标物相撞。然后这些光束会以动力较低的红外线的形式,从该仪器的不同部位出来,这个部位跟DVD播放器的内部结构类似。接着激光经过一系列复杂的放大器、过滤器和镜子,以便变得足够强大和精确,可以产生自维持聚变反应堆。  3.包含放射性氢同位素、氘和氚的铍球  包含放射性氢同位素、氘和氚的铍球  这个铍球包含放射性氢同位素、氘和氚。科学家将利用这个系统的192个激光器产生的X射线轰击它。核子熔合的关键是有足够的能量把两个核子熔合在一起,在这项实验中用的是氢核子。由于把两个核子分开的斥力非常强,因此这项任务需要利用极其复杂的工程学和特别多的能量。  例如,在光束进入真空室(包含图片上方的目标物)之前,激光必须通过巨大的合成水晶,转变成紫外线。发射到真空室里的光束会进入一个被称作黑体辐射空腔(hohlraum)的豆形软糖大小的反射壳(reflective shell)里,光束的能量在这里产生高能X射线。从理论上来说,X射线的能量应该足以产生可以克服电磁力的热和压力,这样核子就能熔合在一起了。电磁力促使同位素的核子分开。  4.靶室顶部的起重机和气闸盖  靶室顶部的起重机和气闸盖  在第一张照片的靶室顶上,是用来把底部仪器放入真空室的起重机和气闸盖。如果这个仪器产生作用,它将成为未来发电厂的前身,将提高科学家对宇宙里的力的理解。当常规核试验被禁止的时候,它还有助于我们了解核武器内部的工作方式。  5.精密诊断系统  精密诊断系统  激光束将被发射到精密诊断系统里,以在它进入靶室以前,确定它能正常工作。  6.激光间  激光间  在激光间(laser bay)里眺望,会看到国家点火设施的激光间2号向远处延伸超过400英尺,激光在从这里到达靶室的过程中,会被放大和过滤。过去35年间,科学家在劳伦斯利弗莫尔国家实验室建设了另外3个激光熔合系统,然而它们都不能生成足够达到核子熔合的能量。第一个激光熔合系统——Janus在1974年开始运行,它产生了10焦耳能量。第二项试验在1977年实施,这个激光熔合系统被称作Shiva,它产生了10000焦耳能量。  最后一项实验在1984年实施,这个被称作Nova的激光熔合项目产生了30000焦耳能量,这也是它的制造者第一次相信通过这种方法可以实现核子熔合。国家点火设施科研组制造的这个最新系统有望产生180万焦耳紫外线能量,科学家认为这些能量已经足以在劳伦斯利弗莫尔国家实验室里产生一个小恒星。  7.磷酸盐放大玻璃  磷酸盐放大玻璃  国家点火设施包含3000多块混合着钕的磷酸盐放大玻璃,这是在熔合试验中用来增加激光束的能量的一种基本材料。这些放大玻璃板隐藏在密封的激光间周围的围墙里。  8.技术人员在激光间里安装光束管  技术人员在激光间里安装光束管  技术人员在激光间里安装光束管,激光通过这些管会进入调试间。激光在调试间里会被重新改变运行路线,并重新排列,然后被输送到靶室里。  9.紧急停运盘  紧急停运盘  在整个国家点火设施里,标明激光位置的紧急停运盘(emergency shutdown panels),可在激光发射时,为那些在错误的时间站在错误的地方的科学家和技术人员提供安全保障。  10.光导纤维  光导纤维  光导纤维(黄色电缆部分)把低能激光传输到能量放大器里。然后在通过混有钕的合成磷酸盐的过程中,利用强大的频闪放电管放大。  11.能量放大器  能量放大器  能量放大器隐藏在天花板上的金属覆盖物下面,它含有可增大激光能量的玻璃板。在激光刚刚进入放大玻璃前,灯管把能量吸入玻璃里,接着激光束会获得这些能量。  12.可变形的镜子  可变形的镜子  可变形的镜子隐藏在天花板上覆盖的银膜下面,这种镜子是被用来塑造光束的波阵面,并弥补它在进入调试间前出现的任何缺陷。每个镜子利用39个调节器改变镜子表面的形状,纠正出现错误的光束。你在照片中看到的电线是用来控制镜子的调节器的。  13.激光放大器  激光放大器  激光束在进入主放大器和能量放大器前,较低前置放大器会放大激光束,并给它们塑形,让它们变得更加流畅。  14.便携式洁净室  便携式洁净室  科学家利用一个独立的便携式洁净室(CleanRoom)运输和安置能量放大器和其他元件,这个洁净室就像用来装配微芯片的小室。  15.能量放大器  能量放大器  每个能量放大器都被安装在洁净室附近,然后利用遥控运输机把它们运输到梁线所在处。  16.技术人员校对能量放大器  技术人员校对能量放大器  从照片中可以看到,能量放大器在被放入梁线以前,技术人员正在对它进行校对。  17.模仿NASA的主控室  模仿NASA的主控室  照片中的主控室看起来跟美国宇航局的任务控制中心很相似,这是因为前者是模仿后者建造的。国家点火设施并不是利用这个主控室把火箭发射到外太空,而是设法通过激光,利用它把恒星的能量(核子熔合)带回地球。  18.光束源控制中心  光束源控制中心  光束源控制中心即已知的主控振荡器室,看起来跟数据中心(Server Farm)很像,但是这个控制中心不是利用电脑,而是安装了一排排架子。光束通过光纤前往能量放大器的过程中,看起来就像网络供应商使用的网络。  19.国家点火设施的激光源  国家点火设施的激光源  国家点火设施的激光是从一个相对较小、能量较低,并且比较呆板的盒子里发射出来的。这个激光器呈固体状态,跟传统激光指示器没有多大区别,不过它们发射的光波波长不一样,前者是红外线,后者是可见光。  20.高能灯管  高能灯管  高能灯管(flashlamps)跟照相机里的灯管一样,但是前者的体积超大,它可以用来激发激光。每束光束刚产生时,强度仅跟你的激光指示器发出的激光强度一样,但是它们在二十亿分之一秒内,强度就能曾大到500太拉瓦,大约是美国能量输出峰值时功率的500倍。  这一结果是能实现的,因为该实验室里拥有巨大的电容器,里面储存了大量能量。这个电容器非常危险,当它充电后,这个房间将被封闭,禁止任何人靠近,以免出现高压放电现象,伤着来访的人。  国家点火设施的外面看起来很像《半条命(Half-Life)》的拍摄现场,这种普通的外观掩饰了在里面进行的历史性科学研究。(孝文) 英刊揭秘世界最强激光产生过程(组图)  导读:2009年4月,耗资达35亿美元的美国“国家点火装置”(NIF)正式开始进行相关实验,并计划于2010年最终实现聚变反应。届时会将192束激光同时照射在一个微小的目标上,是迄今世界上性能最强大的激光装置。英国《新科学家》杂志网站13日撰文揭秘世界最强激光产生过程。以下为全文:  “国家点火装置”是美国国家核安全管理局(NNSA)的库存管理计划的关键环节。在受控实验室条件下,“国家点火装置”将进行聚变点火和热核燃烧实验,实验结果将为NNSA提供相关武器生产条件的实验手段。这些条件对NNSA在不开展地下核试验的条件下评估并验证核武库的工作至关重要。“国家点火装置”实验将研究武器效应、辐射输运、二次内爆和点火相关的物理学机理,并支持库存管理计划继续取得成功。“国家点火装置”是目前世界上最大和最复杂的激光光学系统,用于在实验室条件下实现人类历史上的第一次聚变点火。192束矩形激光束将在30英尺的靶室中实现会聚,其中靶室内含有直径为0.44厘米的氢同位素靶丸。发生聚变反应时,温度可达到1亿度,压力超过1000亿个大气压。  以下是“国家点火装置”产生最强激光的几大步骤:  1、安装球形外壳     安装球形外壳  为了产生聚变所必须的高温和高压,“国家点火装置”将汇聚其所有192束激光束同时射向一个氢燃料目标之上。“国家点火装置”呈球形(如图所示),直径约为10米,重约130吨。装置内有一个目标聚变舱,点火实验就发生于目标聚变舱内。整个球体由18块铝材外壳拼接而成,每块外壳均约10厘米厚。球体外壳上正方形窗口就是激光束的入口,而圆形窗口则是用来安装和调节诊断装置,诊断装置共有近100个分片。  2、用调节器调整靶位     用调节器调整靶位  这是目标聚变舱内部的照片。激光束通过外壳上的入口进入目标舱,把将近500万亿瓦特的能量瞄准于位置调节器的尖端。图中右侧的长形带有尖端的物体就是位置调节器,每次实验的目标氢燃料球就置放于尖端之上。当所有激光束全部投入时,“国家点火装置”将能够把大约200万焦耳的紫外线激光能量聚焦到小小的目标氢燃料球之上,它比此前任何激光系统所携带能量的60倍还要多。当激光束的热和压力达到足以熔化小圆柱目标中氢原子的时候,所释能量要比激光本身产生的能量更多。氢弹爆炸和太阳核心会发生这类反应。科学家相信,总有一天通过核聚变而不是核裂变会产生一种清洁安全的能源。  3、将燃料放入燃料舱(圆柱体)     将燃料放入燃料舱(圆柱体)  进入“国家点火装置”的所有192束激光束都将被引向图中这个铰笔刀大小的圆柱体。该圆柱体中将装有聚变实验所使用的目标燃料,目标燃料就是约为豌豆大小的球状冰冻氢燃料。实验时,激光束将通过各自窗口进入目标舱内,从各个方向压缩和加热氢燃料球,希望能够产生自给能量的聚变反应。曾经有不少科学家认为可控核聚变反应是不可能实现的。近年来,科学家找到了一些点燃热聚变反应的方法,美国研究人员找到的方法是利用高能激光。虽然科学家们也尝试了其他种核聚变发生技术,但从已完成的实验效果看,激光技术是目前最有效的手段。除激光外,利用超高温微波加热法,也可达到点燃核聚变的温度。  4、压缩并加热燃料     压缩并加热燃料  所有激光束进入这个金属舱内部时,他们将产生强烈的X光线。这些X光线不仅仅可以把豌豆大小的氢燃料球压缩成一个直径只有人类头发丝截面直径大小的小点,它还能够将其加热到大约300万摄氏度的高温。尽管激光的爆发只能持续大约十亿分之一秒,但物理学家们仍然希望这种强烈的脉冲可以迫使氢原子相互结合形成氦,同时释放出足够的能量以激活周围其他氢原子的聚变,直到燃料用尽为止。在激光点火装置内,一束红外线激光经过许多面透镜和凹面镜的折射和反射之后,将变成一束功率巨大的激光束。然后,研究人员再将该激光束转变为192束单独的紫外线激光束,照向目标反应室的聚变舱中心。当激光束照射到聚变舱内部时,瞬间产生高能X射线,压缩燃料球芯块直至其外壳发生爆裂,直到引起燃料内部的核聚变,从而产生巨大能量。  5、用磷酸二氢钾晶体转换激光束     用磷酸二氢钾晶体转换激光束  激光束在进入目标舱内之前,必须要先由红外线转换成紫外线,因为紫外线对加热目标燃料更为有效。激光转换过程必须要使用磷酸二氢钾晶体。图中的这块磷酸二氢钾晶体重约360公斤。首先将一粒籽晶放入一个高约2米的溶液桶中,经过两个月的培养才可形成如此巨型的晶体。然后将晶体切割成一个个截面积约为40平方厘米的小块。“国家点火装置”共需要大约600多块这样的晶体小块。“国家点火装置”将被用于一系列天体物理实验,但是,它的首要目的是帮助政府科学家确保美国“老年”核武器的可靠性。“国家点火装置”项目的建造计划于上世纪90年代早期提出,1997年正式开始建设。(刘妍)
  • 波兰科学家研究成功生产量子级联激光器技术
    据波兰通讯社报道,波兰华沙电子技术研究院新近研究成功制造量子级联激光器的技术。   量子级联激光器是当前最新形式的半导体激光器,自1994年问世后,它的商业化使用时间并不长。  量子级联激光器是之所以吸引专业人士的眼球是因为它可以制造成便携式的探测器,用来探测像地雷中的甲烷一样的化学物质数量和化学工业中泄露的危险气体 在医学上也同样可以大有作为,可以用它在病人呼出气体中探察疾病的影踪,靠其红外辐射穿透人体的手段对人体进行安全扫描,其查验效果远远超过超声波。  报道称,波兰科学家制造的量子级联激光器样机具有前所未有的功率,在室内温度下其红外辐射脉冲达到几十个毫瓦特,低温下达到五个瓦特。这个数值高于设计数值的三倍。量子级联激光器由几百个半导体层组成,被称为超晶格。超晶格层数的变化根据设计模式确定,通常达到几个纳米级。量子级联激光器在半导体材料中用独特方式采用激光传导机制。
  • 中科院长春光机所有机激光器研究获进展
    p  近日,中国科学院长春光学精密机械与物理研究所发光学及应用国家重点实验室有机激光课题组的电泵浦有机激光器的研究成果,以Light gain amplification in microcavity organic semiconductor laser diodes under electrical pumping为题,发表在Science Bulletin上。光学和光电子方面的权威媒体Laser Focus World, Photonics Media和美国科学促进会EurekAlert! Scince News报道了该项研究工作。/pp  有机半导体激光器由于其材料丰富、低成本、柔性、可溶液加工等优点,是有机光电子领域的核心器件,在柔性可穿戴设备、智能互连、生物医疗等领域具有广阔的应用前景,并引起国内外科学家及产业界的极大关注。然而,绝大多数有机半导体激光器只能在光泵浦下工作,如何实现电泵浦有机半导体激光器成为有机光电领域的重大挑战。其关键难点在于复杂的激发态过程和不合理的器件结构会引起巨大的光学损耗,而有机半导体薄膜的载流子迁移率偏低,因此普遍认为要实现激射(净增益)往往需要极大的阈值电流密度(KA cm-2量级)。/pp  针对上述难题,长春光机所有机激光团队根据腔量子电动力学原理、设计研制了高品质的平面光学微腔,有效调控有机半导体材料的自发发射和受激发射特性,成功克服了器件光学损耗大的难题,从而在低阈值电流密度下实现了电泵浦有机半导体激光器。该器件以经典有机小分子掺杂体系(Alq:DCJTI)为增益介质,激光峰位于621.7nm,随着电流的增加激光峰位保持不变,表明该器件具有优异的稳定性。该激光器的阈值电流密度约为1.8mA/cm2,最小线宽约为0.835nm 在电流密度为16mA/cm2时的光增益达到最大,达到5.25dB。/pp  Laser Focus World的高级主编John Wallace评价该工作,“该低阈值激光器的实现意味着室温、连续激射的可行性,是有机半导体激光器获得实际应用的重要一步。”此外,该激光器极低阈值电流密度颠覆了人们对有机半导体激光的认识,表明高品质因子微腔中的有机Frankel激子的激发态性质以及相关的受激发射过程发生很大变化。开展上述物理过程的基础研究将使人们对有机半导体材料的激发态过程有更深入的理解和认识,有助于推动有机半导体的发展,催促全新型有机光电子器件的产生和广泛应用。/pp  研究工作得到中科院知识创新工程项目、国家自然科学基金、发光学及应用国家重点实验室的支持。/pp style="text-align: center "img title="001.png" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201802/noimg/b010f5ab-c140-4f73-982f-1035b85305f0.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong图1.研究结果被Laser Focus World报道/strong/span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "img title="002.png" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201802/noimg/090d988e-9977-444a-845e-f8f2009c3eb3.jpg"//span/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong图2.电泵浦有机激光器件的阈值及光放大特性/strong/span/p
  • 首个集成在铌酸锂芯片上的激光器面世
    美国哈佛大学科学家在最新一期《光学》杂志上撰文称,他们研制出了首个集成在铌酸锂芯片上的激光器,为高功率通信系统、全集成光谱仪、光学遥感,以及量子网络的高效变频等应用铺平了道路。研究人员解释称,长距离通信网络、数据中心光互连和微波光子系统都依赖激光来产生光载波以用于数据传输。但大多数情况下,激光器是独立设备,位于调制器外部,这会使整个系统更昂贵,且稳定性和可扩展性也较差。在最新研究中,哈佛大学工程与应用科学学院(SEAS)的研究人员与行业合作伙伴携手,在铌酸锂芯片上开发了第一台全集成高功率激光器。他们将小型但功能强大的分布式反馈激光器集成在芯片上。这些激光器位于蚀刻在铌酸锂芯片内的小井或沟槽中,且与铌酸锂内的50千兆赫兹电光调制器相结合,构建了一个高功率发射器。最新研究资深作者马科隆卡尔说:“集成铌酸锂是开发高性能芯片级光学系统的重要平台,但将激光器安装到铌酸锂芯片上已被证明是一个极大的挑战。在这项研究中,我们借助纳米制造技巧和技术,克服了这些挑战,实现了在薄膜铌酸锂平台上集成高功率激光器的目标。”最新研究第一作者、SEAS研究生阿米拉桑沙姆斯安萨里说:“集成高性能即插即用激光器将显著降低未来通信系统的成本、复杂性和功耗。我们最新研制出来的这款集成激光器可以集成到更大的光学系统中,用于传感、激光雷达和数据通信等一系列应用。”研究团队强调说,将薄膜铌酸锂器件与高功率激光器相结合,是朝着大规模、低成本、高性能发射阵列和光网络方向迈出的关键一步。他们计划继续提高激光器的功率和可扩展性,以使其能应用于更多领域。
  • 显微FTIR光谱仪助力嫦娥五号月壤样品研究
    嫦娥五号任务成功从月球正面返回了1.73 kg表面与钻取样品,其采样区域比以往的Apollo及Luna任务的采样区域都要年轻。目前已经报道的样品分析结果表明,着陆区的物质组成是比较复杂的,因此对大尺度遥感探测数据的解译要格外慎重。准确的物质组成信息对行星地质演化历史的解译十分关键,而遥测光谱技术是目前获取这些信息最有效的手段之一。可见-近红外或中红外波段的一些独特的吸收特征可以用来识别行星表面矿物组成。其中可见-近红外光谱的吸收特征主要是由矿物中过渡性金属离子(Fe2+)如外层电子跃迁产生,而中红外光谱中的吸收则主要是由矿物晶体晶格振动(如硅酸盐矿物中Si-O的伸缩振动等)产生。在中红外谱段,光谱特征更为丰富,可以对可见-近红外光谱无法区分的物质类型进行有效判别。由于月球等地外样品比较珍贵,以往的行星光谱学研究大多是基于地球矿物或模拟物开展的,科学家通过在地面实验室开展控制性实验测量,分析不同类型物质的光谱特征变化规律,然后应用到行星遥测数据的反演分析中。地球上的模拟物虽然丰富,但是真实月壤的很多性质依然无法完美复制。尤其是发生于月表的太空风化作用,会对月表物质的光学特性产生显著影响。嫦娥五号采样任务的成功为利用真实月壤样品开展光谱分析提供了重要机遇。中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气重点实验室副研究员杨亚洲、研究员刘洋等从嫦娥五号返回的表层月壤样品中挑选出了一些粒径在200-500 μm之间的颗粒,其中包含了典型的月球矿物(橄榄石、辉石、斜长石)与玻璃球粒等(图1),并利用显微FTIR光谱仪测量了这些颗粒的中红外反射光谱。在中红外光谱中,Christiansen特征(CF)、剩余射线带(RB)、透明特征(TF)是硅酸盐矿物中最为显著的几个特征,借助这些特征可以对矿物的类型及具体成分进行判别。在反射光谱中,CF表现为反射率的最小值,硅酸盐矿物的主CF通常出现在7.5-9.0 μm波段范围内,主要与晶体中Si-O伸缩振动有关。月球主要矿物中,斜长石的CF峰位一般在波长较短位置(~8 μm),而橄榄石的CF峰位则出现在波长较长位置(~9 μm),辉石的CF峰位则在前两者之间。基于CF峰位与RB特征,以及显微镜下的矿物形貌特征,研究人员对挑选出的月壤颗粒类型进行初步判别(图2),然后对不同矿物与玻璃端元的显微红外光谱特征进行对比分析。图1(a)立体显微镜下月壤颗粒影像;(b)显微红外光谱仪获取的影像拼接图;(c)典型月壤矿物与玻璃颗粒影像放大图。图2 所测颗粒样品的CF峰位分布图通过与Apollo返样及月球陨石中不同矿物及玻璃端元的红外光谱进行对比(图3a),研究人员发现与常规FTIR测量相比,利用显微FTIR技术测量的红外反射光谱中没有透明特征(TF)。这主要是因为显微FTIR通常测的是单个颗粒,所测反射信号中没有颗粒之间的多重散射的贡献。但是CF峰位等特征不会受到这两种不同测量技术的影响。对于用常规FTIR方式测量的粉末样品光谱,其近红外波段的反射率通常要比中红外波段高很多,但是随着样品尺寸的增加,两个谱段之间的差异逐渐变小(图3a)。除了颗粒尺寸外,太空风化作用也会降低近红外与中红外谱段的光谱对比度,因为风化作用会使近红外谱段的反射率显著降低,但是对中红外谱段的影响很有限,这主要是因为两个谱段的光谱吸收特征的产生机制完全不同。月表的太空风化作用机制主要有太阳风注入与微陨石撞击等,在人们以往的研究中曾利用脉冲激光照射的方式来模拟微陨石撞击过程,以制备具有不同风化程度的模拟样品。通过对比嫦娥五号橄榄石颗粒与经过不同程度脉冲激光照射的地球橄榄石样品的光谱(图3b),可以看到,随着风化程度的增加,橄榄石近红外波段与中红外波段的反射率差异逐渐减小。在后续研究中,若能对更多具有不同风化程度的月壤矿物颗粒样品进行显微红外光谱分析,则有可能构建一个近红外-中红外光谱对比度与风化成熟度的关系模型,从而应用到更多样品的分析上。橄榄石是岩浆冷却过程中结晶最早的矿物之一,其晶体中Mg与Fe的相对含量(Fo,镁值)对于指示原始岩浆的成分具有重要意义。橄榄石RB特征中的几个反射峰的峰位会随着镁值的变化而发生系统的偏移。基于嫦娥五号橄榄石显微光谱中的RB峰位,研究人员反演得到了这些橄榄石的镁值,结果与先前报道的实验室测量结果相一致(图3d),表明该方法虽然是基于常规FTIR测量的红外光谱建立的,但是在显微红外光谱分析中也是可行的。除了矿物颗粒外,月壤中通常还含有丰富的玻璃质物质,这些玻璃物质主要有撞击与火山活动两种成因。该研究分析结果表明,这些玻璃大多属于月海撞击成因玻璃,但有少数可能具备火山成因。图3 (a)CE-5橄榄石颗粒显微红外光谱与Apollo返样中橄榄石粉末样品红外光谱对比图;(b)CE-5橄榄石颗粒与经过不同脉冲激光照射的地球橄榄石样品的光谱对比;(c)利用5.6-μm与6.0-μm波段峰位反演的橄榄石样品Fo值结果;(d)利用RB波段发峰位反演橄榄石Fo值结果。在行星光谱学研究中一直存在一个难题,就是实验室测量的光谱与遥测光谱之间往往存在较大差异,因为即使有了月壤样品,在实验室内也无法完全复制月表原始的堆积状态。因此实验室测量光谱往往无法直接应用于遥测数据的解译上,尤其是显微光谱分析结果。而通过反演光学常数(或折射率)的方式,可以将实验室测量结果与遥测分析很好的衔接起来。光学常数是光谱模型的重要输入量,有了不同矿物端元的光学常数,再结合给定的颗粒尺寸、孔隙度及各端元的含量等参数,就可以生成模型光谱。利用该模型对实际遥测月表光谱进行拟合,就可以实现对观测区域矿物组成的定量反演。目前的光学常数库中,基于真实地外样品的光学常数还比较匮乏。虽然地球上的矿物种类非常丰富,但是与地外样品相比,即使是同种类的矿物,其在具体成分上也存在一定差别。比如地球上的橄榄石大多Mg含量比较高,而月球上的橄榄石通常Mg含量比较低。因此,尽可能的扩充基于真实地外样品分析得到的光学常数库是很有必要的。该研究中,研究人员基于显微红外反射光谱,对挑选出的一些典型橄榄石、斜长石、辉石及玻璃端元的光学常数进行了反演(图4),这些结果将对现有的或将来的月球及其他小行星的光谱分析产生很大帮助。图4 基于反射光谱反演得到的典型矿物与玻璃端元的光学常数论文链接:https://doi.org/10.1029/2022JE007453
  • 手持测温应用激光篇|热成像在激光器制造、激光切割、焊接时如何应用?
    据激光加工专委会统计,2023年中国激光产业产值约980亿元,直逼千亿元大关。 据MRFR数据显示,预计2026年全球激光加工市场规模将达到61.1亿美元。 中国激光产业正处于成长期,预计2024-2029年,我国激光产业市场规模将以20%左右的增速增长,到2029年产业规模或超7500亿元。可见,激光产业有着巨大的市场潜力。激光技术市场需求已成为国内外企业重点关注的话题之一。我国激光技术的市场需求主要在哪里?中国激光技术目前已应用于光纤通信、激光切割、激光焊接、激光雷达、激光美容等行业,涉及多个领域,形成了完整的产业链。激光切割激光焊接激光美容比如在工业制造领域,激光已成为需求极大的一种工具。用户可利用激光束对材料进行切割、焊接、打标、钻孔等,这类激光加工技术已在汽车、电子、航空、冶金、机械制造等行业得到广泛应用。新能源汽车制造激光打标激光钻孔激光这个“潜力股”跟热成像有关系吗?在激光这个庞大的产业链中,激光器和激光设备两个环节的竞争尤为激烈。激光器是产生、输出激光的器件,是激光设备的核心器件。从激光器来看,光纤激光器由于具备电光转换效率高、光束质量好、批量使用成本低等优势,可胜任各种多维任意空间加工应用,成为目前激光器的主流技术路线,在工业激光器中占比过半。对此值得关注的是,在光纤激光器的生产质检过程中,热成像仪可以发挥极大的应用价值。比如在大功率光纤激光器的制造过程中,严重的缺陷会导致光纤熔接处异常发热,从而对激光器造成损坏或烧掉热点。因此,光纤熔接接头的温度监测是光纤激光器制造过程中的一个重要环节。使用红外热像仪可以实现对光纤熔接点的温度监测,从而判断产品质量是否合格。在光纤激光器生产质检中,热成像还可以如何发力?先简单了解下,光纤激光器的组成和工作流程:注解:单条激光的功率有限。在泵浦和合束器的双重加成下,激光的输出功率会变得更大。在上述流程中,热成像可以有如下应用:① 光纤熔接点质量监测光纤之间会有很多焊接点,光纤熔接处可能存在一定尺寸的光学不连续性和缺陷,借助热成像仪可以监测光纤熔接点的温度有无异常,判断熔接点是否存在缺陷,提高产品质量。② 泵浦检测泵浦在工作时会产生大量热量,其温度会直接影响芯片输出的激光波长,使用热成像仪可以对每台泵的来料进行质量检测,保证激光器质量。③ 合束器检测通过热成像仪,既可以判断合束器温度是否异常,也可以检测合束聚合后,输入和输出光纤受热是否均匀。
  • 我国首个橄榄油实验室揭牌
    4月25日,中国首个国际橄榄理事会(IOC)认证实验正式落户上海,IOC官员亲自到场祝贺并参加了“中国首个橄榄油实验室”的揭牌仪式,该实验室是由国内橄榄油领导者品牌欧丽薇兰(Olivoila)引入,是亚洲唯一获得IOC认证的橄榄油实验室,标志着中国在世界高端食用油橄榄油领域的品质技术研究和分析检测能力取得重大突破,意味着中国在橄榄油的科研技术能力将跃升至欧洲发达国家水平。  国际橄榄理事会(IOC)专家评审组、意大利驻沪总领事馆、国家商务部、中国疾病预防控制中心食品安全与营养研究所等国内外领导、行业代表均到场祝贺,共同见证了中国橄榄油科技进步的里程碑时刻。  据悉,IOC(International Olive Council)即国际橄榄理事会,素有橄榄油世界的“联合国”之称,是促进橄榄油种植和产业发展、制定和实施欧盟橄榄油贸易标准化、促进技术研发、橄榄油分析检测实验室认证的最权威、最高级别的非营利性国际政府组织、由联合国赞助于1955年在西班牙成立。截至目前,国际橄榄理事会下设的成员国已覆盖了世界98%的橄榄油种植和生产地区。据了解,在欧洲有上千家橄榄油生产商实验室,但能通过IOC认证的也不到50家,认证标准及其严苛。  欧丽薇兰能引入我国首个IOC认证的实验室,说明其科研、检测等各项能力均达世界一流水平,IOC代表Conte指出:“IOC认证实验室落户中国,有利于深化橄榄油理论科研成果及检测标准、技术共享,推动中国等亚洲国家加强与国际间的交流合作。”对此,商务部官员表示:“食品安全与质量问题,历来受到中国政府的高度重视。此次中国首个国际橄榄理事会认证实验室的成立,适应了形势发展之需要,填补了国家质量标准之空缺,为加强我国橄榄油行业的国际多边贸易合作与交流,打下了重要的工作基础。”  作为国内橄榄油领导品牌,欧丽薇兰一直致力于国内地中海膳食文化的推广和普及,引领世界橄榄油的品质创新。据了解,欧丽薇兰是目前国内橄榄油市场销售份额第一的品牌,其市场份额超过40%。  活动现场还同时举行了“橄榄油与中国膳食健康消费者调研项目启动暨国际橄榄油高峰论坛”,来自国内外多个科研、油脂领域的专家参加了此次盛会,大会宣布,中国疾病预防控制中心营养与食品安全所将与欧丽薇兰展开合作,并联合丰益全球研发中心,就中国橄榄油的消费状况、橄榄油的公众营养价值和需求、以及橄榄油对于中式烹饪的应用等方面展开联合调研,为中国居民在正确选择橄榄油和营养摄入方面提供合理的建议。
  • 美研究小组成功研发出实时可调节等离子体激光器
    科技日报华盛顿4月27日电 由美国西北大学和杜克大学组成的联合研究小组利用液体激光增益材料,成功研发出实时可调节的等离子体激光器。该研究发表在近期出版的《自然通讯》杂志上。  通过传统激光技术,光只能聚焦到其频率的一半,即所谓的衍射极限。对此,科学家们已经找到了突破这一极限的办法,通过建立等离子体激光,将激光束和金属(例如黄金)表面的等离子体(振动表面电子)结合,排在一个阵列中。不过,这种方法也有其局限性,因为它不得不依赖固体激光增益材料,导致激光不易调整,且不是实时的。而美联合研究小组的新研究成果,通过利用一种液体作为激光增益材料的方法,能够达到实时调节激光。  研究人员使用金阵列、等离子体纳米谐振腔阵列和液体染料溶剂作为增益材料,这样就可通过改变染料的折射率改变激光的波长。与以固体为基础的增益材料相比,新成果具有两个主要优势:首先染料能够快速溶解在不同溶剂中,具有不同的折射率,可实时调节激光 其次,因为增益材料是液体,可以通过通道灌入腔体,即可通过使用不同的液体动态改变。
  • 我国首获国际橄榄理事会认证实验室
    4月25日,中国首个国际橄榄理事会(IOC)认证实验正式落户上海,该实验室是由国内橄榄油领导者品牌——欧丽薇兰(Olivoila)引入,是亚洲唯一获得IOC认证的橄榄油实验室。标志着中国在世界高端食用油——橄榄油领域的品质技术研究和分析检测能力取得重大突破,意味着中国在橄榄油的科研技术能力将跃升至欧洲发达国家水平。  国际橄榄理事会(IOC)专家评审组教授、意大利驻沪总领事馆领事、国家商务部流通业发展司、中国疾病预防控制中心食品安全与营养研究所等国内外领导、行业代表均到场祝贺,共同见证了中国橄榄油科技进步的里程碑时刻。  在欧洲有上千家橄榄油生产商实验室,但能通过IOC认证的也不到50家,认证标准及其严苛。据AC尼尔森连续3年来对橄榄油销售市场的数据发布,欧丽薇兰以42%(2011年11月-2012年11月发布数据)的销售市场份额遥遥领先,是国内第一销量品牌。  据了解,中国疾病预防控制中心营养与食品安全所将与欧丽薇兰橄榄油实验室合作,并联合多个国际组织,就中国橄榄油的消费状况、橄榄油的营养价值、以及橄榄油对于中式烹饪的应用等方面展开联合调研。
  • 美研究人员研制成功一种用于光谱学的新型太赫兹激光器
    从左至右:利哈伊大学(Lehigh University)电气和计算机工程研究生Ji Chen、Liang Gao和Yuan Jin在利哈伊大学Sinclair大楼Sushil Kumar的太赫兹光电子(Terahertz Photonics)实验室  美国研究人员展示了一种具有破记录输出功率的太赫兹半导体激光器,可用于各种形式的光谱学和其他应用。  以强烈的单色辐射光束形式提供的光束是众所周知的技术,可以追溯到1960年推出的第一台激光器。依靠激光器来实现超快速和高容量的数据通信、制造、手术以及商业应用,例如条形码扫描仪、打印机,诸如CD和DVD的光盘,自动驾驶车辆,激光显示表演和动态艺术装置,当然还有光谱学。  从红外到紫外的激光器被广泛使用,然而,利哈伊大学的Sushil Kumar团队研究了太赫兹激光器。太赫兹辐射位于微波和红外区域之间的电磁波谱区域。它们可穿透塑料、织物、纸板和其他材料,可用于检测各种化学品。太赫兹激光有可能用于非破坏性、非侵入性筛查和检测爆炸物,非法药物,检测药物化合物,筛查皮肤癌。  为了真正有用,激光必须以非常精确的波长发射,这通常通过单模激光器中的“分布式反馈”来完成。太赫兹激光器必须是单模的。随着太赫兹辐射的传播,其中一部分会被大气湿度吸收,这是非常不利的。因此,一个用于光学传感和分析的太赫兹激光,不管距离多远,即使几米,也必须避免这个问题。现在,Kumar的团队一直致力于通过提高光功率输出来提高强度和亮度。  他们研究了“表面发射”(而不是“边缘发射”)的单模激光器。已经找到了一种将周期性引入激光器光学腔的方法,使其能够从根本上辐射高质量的光束并提高辐射效率。该团队将这种方法称为“混合二阶和四阶布拉格光栅”。他们建议,他们的混合光栅不一定限于太赫兹激光器,而是可以用于增强几乎任何表面发射半导体激光器。  该团队报告了单模太赫兹激光器的功率输出为170毫瓦的实验结果。这是迄今为止这种激光器中功能最强大的。因此他们证明,它们的混合光栅可以通过简单地改变激光腔内压印光栅的周期来精确控制发射波长。库马尔表示,1000毫瓦的设备应该很快成为可能,这可能会吸引制造商的眼球。  原文请查阅:  Power up: New lasers for spectroscopy  SpectroscopyNOW.com  Channels: Atomic  Published: May 15, 2018 符斌供稿
  • 长光华芯联合中科院苏州纳米所共建“氮化镓激光器联合实验室”
    11月29日,苏州半导体激光创新研究院与中科院苏州纳米所“氮化镓激光器联合实验室”在苏州长光华芯正式揭牌成立。苏州半导体激光创新研究院负责人、长光华芯董事长闵大勇,与中科院苏州纳米所党委书记邓强、技术转移中心主任冀晓燕等参加揭牌仪式并交流座谈。氮化镓是第三代半导体中具有代表性的材料体系,氮化镓蓝绿光激光器未来在激光显示、有色金属加工等诸多领域都有巨大的应用优势以及不可替代的作用。“基于氮化镓的蓝绿光激光器,是第三代半导体光电器件中最具技术难度和产业高度的关键产品。”闵大勇介绍说,长光华芯正处于上市后的快速发展阶段,建设“氮化镓激光器联合实验室”是研究院围绕核心的半导体激光器领域所做的一个重要的横向业务扩展,将长光华芯核心的半导体激光器从短波红外和近红外领域拓展到可见光领域。中科院苏州纳米所党委书记邓强表示,要发展半导体及光电子,既需要研发能力,也需要区域聚集。“长光华芯拥有良好的科研平台,对市场需求也有敏锐的嗅觉,是科研项目产业化的典型。希望通过建立联合实验室,双方强化前端的技术科研能力、后端技术、工艺、质量水平,通过市场需求引导定向技术研究,突破前端技术,提升产品水平,促进市场牵引和成果转化,打造最强的创新联合体。”苏州高新区管委会副主任、虎丘区副区长吴旭翔表示,当前,苏州高新区正全力建设世界级光子创新中心,打造千亿级光子产业创新集群。此次上市企业与研究所联手,共同攻克前沿技术难题,将有力推动“东纳米”和“西光子”在高端创新资源的强强联合,打造“太湖光子中心”建设范例。据悉,“氮化镓激光器联合实验室”将以氮化镓激光器的前沿物理基础和技术研究为牵引,整合纳米所学科力量,攻坚克难,共同凝练并合作开展相关方向的导向性研究,率先填补国内在氮化镓的蓝绿光激光器等第三代半导体光电器件领域的空白,全力构建中国激光产业链的完整性、领先性。
  • 美制成首个活细胞激光器
    据美国物理学家组织网6月13日(北京时间)报道,美国马萨诸塞州综合医院研究人员成功利用表达了绿色荧光蛋白(GFP)的肾脏细胞产生了一种纳秒级的激光脉冲,首次用单个活细胞作为增益介质产生了激光。相关论文将于近日发表在《自然光子学》杂志上。  产生激光通常要有3个要素,第一是光源,第二是受激产生激光的“增益介质”,第三是将所产生的光聚拢到一起的“光学共振腔”。哈佛医学院皮肤病学副教授、论文作者尹淑贤(韩国名)博士说,激光发明50年来,通常都是用合成材料如晶体、染料、纯净气体作为光学增益介质,光脉冲在两面镜子间来回反射,在这些介质中被放大。而我们选择了能表达绿色荧光蛋白(GFP)的肾脏细胞作为增益介质。  GFP蛋白最初是在水母中发现,可在不添加其他酶的情况下诱导发光。研究人员给一个直径约20微米宽、1英寸(2.5厘米)长的圆筒两边装上镜子作为光学共振腔,共振腔内装满GFP水溶液,再向其中放入肾脏细胞。结果发现,肾脏细胞不仅能产生激光脉冲,而且能像透镜一样将光回聚并诱导激光发射。  更重要的是,该激光设备中的细胞在发光过程中仍然存活,能持续产生数百次激光脉冲。尽管单个激光脉冲比较微弱,仅持续几纳秒,但却很明亮,很容易探测到。  论文主要作者、马萨诸塞州综合医院马尔特加特说,这一成果源于好奇心。由于此前激光均由各种机械装置生成,他和同事就想,“为什么自然界中没有生物能制造激光”,产生了用细胞组织试试看的念头,结果显示这是有可能实现的。  对于这项成果的运用前景,研究人员提出了几种可能。首先,由于不同的细胞结构所产生的激光在光学性质上有差异,可以通过分析最后得到的光,来研究细胞和机体组织 第二,目前医学上有一种光动力疗法,可把对光敏感的药物送到要医治的机体部位,然后用光照来激发药效,如果在这种疗法中能用上“细胞激光器”,也许可以增进疗效。  但要在机体组织内产生激光,还要解决一个问题,即如何在机体组织内形成一个光学共振腔,而不是像本次研究那样利用外部的两面小镜子。“下一步,我们希望能在细胞里植入一种类似于镜盒的结构作为光学共振腔。而我们的长期目标是找到一种方法,将无生命的光通讯和计算机拓展到生物技术领域,这在一些涉及电子与生物组织转换界面的项目上尤其重要。”马尔特加特补充说。
  • Advanced Materials | 理化所在蓝相液晶超200℃宽温域激光器方面取得新进展
    蓝相液晶(BPLCs)以其独特的周期结构、多刺激响应及实时可重构性等特点而具有优异的光学性能,在传感、显示及防伪等方面有着巨大的应用前景。蓝相液晶由于其带隙窄,光学性能优异可用于低阈值激光器。目前蓝相液晶激光器的研究主要聚焦在外界刺激下(如光、电、热、力等)激光波长的可调节性,而对蓝相激光器工作温度的研究尚且不足。由于BPLCs窄的温度窗口,其相应激光器的工作温域大概在3-4℃。聚合物稳定蓝相(PSBP)体系的采用已经极大拓宽了蓝相液晶的温度窗口至500度,但目前所报道的蓝相激光器的最宽工作温域不超过36 ℃。“蓝相液晶温域”与“蓝相激光工作温域”的大差异可能与所用聚合物稳定蓝相体系不合适的聚合程度(通常大部分体系可聚合液晶组分 10 wt%)有关,导致其差的结构稳定性;而对BPLCs带隙与荧光信号之间匹配性的不充分理解也限制了新颖蓝相宽温域激光器的发展。 为解决上述问题,中科院理化所仿生材料与界面科学中心江雷院士、王京霞研究员团队在前期工作中制备得到了具有宽温域(-190℃~360℃)的聚合物稳定蓝相液晶 (Nat. Commun. 2021, 12 (1), 3477.);通过调节所制备的蓝相液晶带隙中心、染料有序度参数、谐振腔质量以及泵浦光能量,在染料掺杂蓝相液晶(C6-BPLCs)谐振腔中实现了可控的单模、双模、三模及四模面发射激光(Adv. Mater. 2022, 34 (9), 2108330.);并且利用所制备的蓝相液晶为模板,制备得到了高分辨的多色彩蓝相液晶活图案(Adv. Funct. Mater. 2022, 32 (15), 2110985.)。 近日,该研究团队通过调控所制备聚合物稳定蓝相液晶的可聚合液晶单体含量(30 wt% C6M),形成了稳定的蓝相聚合物支架,将该聚合物稳定蓝相体系掺杂染料(DD-PSBPLCs)后,获得宽工作温域的蓝相液晶激光器(25-230 ℃)。该研究表明,宽的BP激光温域源于所用稳定的聚合支架体系,在整个激光温域范围内提供了稳定的反射信号和荧光信号,且在整个过程中始终保持了反射带隙与荧光信号的匹配性;而体系中的非聚合组分在温度变化过程中产生相变,使得组成的多组分性(25.0-67.5 ℃:蓝相与微量胆甾共存;67.5-72.2 ℃:蓝相体系;72.2-230. 0 ℃:蓝相与微量各向同性共存)又赋予了该蓝相激光器可重构的性能,实现了激光阈值随温度呈现U型变化、可逆的激光波长及在相变点(约70 ℃)明显的激光增强效应。此外,该工作还对比了单畴蓝相与多畴蓝相激光器的工作温域,原位表征了变温过程中反射信号、荧光信号、量子效率、荧光寿命、POM及Kossel结构的变化,对其宽温域激光发射做出了合理的解释。这项工作不仅为宽温域蓝相激光器的设计提供了新思路,而且在创新性微观结构变化方面为新型多功能有机光学器件提出了重要见解。 相关研究结果以Over 200 ℃ Broad Temperature Lasers Reconstructed from Blue Phase Polymer Scaffold为题发表在Advanced Materials上。 该文章通讯作者为中科院理化所王京霞研究员和金峰副研究员。中科院理化所博士生陈雨洁和郑成林为文章共同第一作者。工作中相关蓝相液晶晶格结构的表征是由上海高能所李秀宏研究员协助完成,中科院理化所江雷院士为本研究提供了专业指导和帮助。 该研究得到了中华人民共和国科学技术部、国家自然科学基金和中国科学院荷兰研究项目的支持。 图1.含30 wt%可聚合液晶单体DD-PSBPLCs的光学表征。(A)所制备单畴样品在宽激光温域范围微结构的变化图示;(A1)相应的单畴样品光学照片。聚合后单畴DD-PSBPLCs (110)晶面的(B)TEM图,(C)Kossel图及(D)Syn-SAXS图。样品在25-230 ℃的(E)反射光谱,(F)荧光光谱,(G)染料的光致发光衰减曲线及(H)染料不同温度下的发射激光。(I)本工作与文献中蓝相液晶激光器工作温域的比较。 图2.DD-PSBPLCs宽的激光温域及在不同温度下的光学表征。(A,B,C,E)单畴样品,25-230 ℃;(D)多畴样品;25-160 ℃。(A)发射光谱,泵浦能量:1.00 μJ/pulse, 插图:POM 照片。(B)荧光光谱。(C)不同温度下,反射光谱与荧光光谱的相对位置关系。(D)发射光谱,泵浦能量:1.20 μJ/pulse, 插图:POM 照片。(E)R-POM图。DD-PSBPLCs 宽的激光温域源于稳定的聚合物支架体系,在宽的温度范围内提供了稳定的反射带隙及荧光信号。 图3.升降温过程中DD-PSBPLCs的激光阈值及相转化。(A,D,E)单畴样品,温域:25 - 230 °C,(B,F)多畴样品,温域:25 - 160 °C,升降温速率:12 °C/min。(A)单畴样品和(B)多畴样品不同温度下的激光阈值。(C)单畴样品的DSC测试,插图:放大图,氮气氛围下,10 °C/min。(D)单畴样品原位升降温过程中带隙(插图:反射强度)与温度的关系。(E,F)原位降温过程中样品的T-POM图,红色圈:放大图。单/多畴样品均在65 ℃析出,表明未聚合物组分的相变是影响DD-PSBPLCs激光性能的主要原因之一。 图4. DD-PSBPLCs温度变化过程中激光行为可能的解释及原位可逆的激光行为。(A)DD-PSBPLCs激光行为的机理图示,(A1)大部分的BPI晶格牢牢的被聚合物网络锁住且规则分布,除少量未被聚合物网络稳定的胆甾相(Ch相);(A2)在相变前(约70 ℃)体系略微膨胀,且Ch相在达到相变点时消失,转化为BP相;(A3)温度进一步升高,超过相变点(72.5 ℃)时,BPI晶格中的一些LC分子就会跑出来,并以各向同性相(ISO)存在,导致BPI晶格的连续收缩。(B)-(E)单畴DD-PSBPLCs在30-100 ℃过程中原位可逆的激光性能及增强效应。(B)加热过程;(C)冷却过程;(D)激光波长或(E)发射强度与温度的关系,激发功率:1.17 μJ/pulse,升降温速率: 12 °C/min, ΔT=10 °C。(F)x,y,z三个正交方向的发射光谱。(G)单畴样品右/左圆偏振(R/LCP)激射光谱测试。 图5.单畴DD-PSBPLCs加热过程中的原位Kossel表征。(A)原位Kossel图(A1)及其相应的图示(A2),加热速率:12 ℃/min。(B)BPI晶格尺寸及Kossel随温度变化的图示,其中R表示Kossel图中(110)晶面中心圆的半径,红色虚线圆圈表示视野范围。(C)原位升温过程中R及反射中心波长(λ)与温度(T)的关系,实线表示拟合的直线。  原文链接 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202206580
  • 新型半导体激光器成功解决激光成像“光斑”问题
    美国耶鲁大学的科学家开发出一种新的半导体激光器,成功解决了长期困扰激光成像技术的&ldquo 光斑&rdquo 问题,有望显著提高下一代显微镜、激光投影仪、光刻录、全息摄影以及生物医学成像设备的成像质量。相关论文发表在1月19日出版的美国《国家科学院学报》上。  物理学家组织网1月20日报道称,全视场成像应用近几年来已经成为众多研究所关注的焦点,但光源问题却一直未能得到解决。这项由耶鲁大学多个实验室合作完成的项目成功破解了这一难题,为激光成像技术大范围的应用铺平了道路。  耶鲁大学物理学教授道格拉斯· 斯通说,这种混沌腔激光器是基础研究最终解决实际应用问题的一个典型范例。所有的基础性工作,都是由一个问题驱使的&mdash &mdash 如何让激光成像技术更好地在现实中获得应用。最终,在来自应用物理、电子学、生物医学工程以及放射诊断等多个学科的科学家努力下,这一问题得到了解决。  此前,科学家们发现激光在成像领域极具潜力。但&ldquo 光斑&rdquo 问题却一直困扰着人们:当传统激光器被用于成像时,由于高空间相干性,会产生大量随机的斑点或颗粒状的图案,严重影响成像效果。一种能够避免这种失真的方法是使用LED光源。但问题是,对高速成像而言,LED光源的亮度并不够。新开发出的电泵浦半导体激光器提供了一种不同的解决方案。它能发出十分强烈的光,但空间相干性却非常低。  论文作者、耶鲁大学应用物理学教授曹辉(音译)说,对于全视场成像,散斑对比度只有低于4%时才能达到可视要求。通过实验他们发现,普通激光器的散斑对比度高达50%,而新型激光器则只有3%。所以,新技术完全解决了全视场成像所面临的障碍。  论文合著者、放射诊断和生物医学助理教授迈克尔· 乔马说:&ldquo 激光斑点是目前将激光技术用于临床诊断最主要的障碍。开发这种无斑点激光器是一项极其有意义的工作,借助这一技术,未来我们将能开发出多种新的影像诊断方法。&rdquo
  • 必达泰克公司半导体泵浦固体激光器获美国专利
    必达泰克公司的半导体泵浦固体激光器近日获得了美国专利 (专利号: US 7,218,655 B2), 为环境温度变化较大时的激光器应用提供了新的选择。 该激光器采用了必达泰克公司自主研发的先进技术,使其在没有致冷/加热控制器的情况下也能在环境温度变化较大的情况下获得稳定的输出,从而避免了带有温度控制系统的激光器所常有尺寸大、功耗高的弊病,使其更适用于如搜索营救时的信号指示、现场检测设备以及激光指示器等应用。该专利可应用于蓝光、绿光等固体激光器上,在拓宽激光器的适用温度范围和延长其使用寿命方面有显著的效果。 美国必达泰克公司一直致力于激光器和微型光纤光谱仪的研发生产,在激光器和光谱仪的研发生产上有着丰富的经验。目前必达泰克公司在激光器和光谱仪方面已获得两项美国专利,并且还有十几项专利正在审核中。美国必达泰克公司,竭诚为您的激光应用服务!
  • 新型激光器或成下一代以太网技术基础
    日本郎美通公司研究人员开发了一种新型的分布式反馈(DFB)激光器,并证明它可在创纪录的10公里距离内以200Gb/s(吉字节/秒)的速度传输数据。这项研究有助推进网络技术,使互联网数据中心能以前所未有的水平处理数据。郎美通公司将在3月5日至9日于美国加州圣地亚哥举行的光纤通信会议(OFC)上介绍这项新研究。研究人员称,这项研究有助于开发800G和1.6T以太网的下一代数据中心。特别是,新技术表明,具有集成分布式反馈(EA—DFB)激光器的电吸收调制器甚至可使用传统的PAM4(脉冲幅度调制)技术进行10公里的传输。随着通信流量的不断增加,人们越来越关注实施下一代以太网技术,如800G和1.6T以太网,以帮助数据中心满足不断增长的需求。尽管在当今的400G以太网中用于2公里传输的相同PAM4技术正在考虑用于800G,但需要新技术来实现数据中心区域之间互连的长距离数据传输。在这项新工作中,研究人员开发了EA—DFB激光器,以实现更长的传输距离。他们首先使用新激光器演示了在50℃下使用粗波分复用(CWDM)波段的225Gb/s PAM4的5公里传输。他们还使用激光完成了在1293.5纳米波段处225Gb/s PAM4的10公里传输。该波长的色散比分配给CWDM的波长范围要小,CWDM通常用于通过光纤同时发送多个光信号。色散会导致光信号下降,不利于较长距离的传输。在实验中,新激光器性能表现稳定。研究人员表示,EA—DFB是实现即将到来的800G以太网技术应用的有前途的光源。
  • 我国紫外激光器产业化关键技术取得突破
    清华大学等单位共同承担的“十二五”863计划新材料领域“紫外激光器产业化关键技术及应用”课题取得重要进展,于近日通过技术验收。  课题组解决了厘米级BBSAG晶体生长、非线性晶体超光滑表面加工、工业级应用的全固态激光器整机装配等工艺难点,突破了高光束质量紫外频率变换、非线性光学晶体的寿命及抗损伤、光束指向稳定性等多项关键技术,开发出10-30W不同功率级别的全固态紫外激光器和新型的BBSAG四倍频器件,产品性能达到国外同类产品水平,形成了一套拥有自主知识产权的全固态紫外激光核心技术,并实现了紫外激光器在微加工成套设备上的试用。  课题实施期间,BBSAG晶体生长技术已经转移到福建福晶科技股份有限公司,该公司及下属公司已经实现BBSAG晶体的生产并出口到欧美等发达国家。经过本课题支持,课题组成功研制出最大输出功率达30W的紫外激光器,各项指标均达到甚至超过国际光电子公司紫外高功率激光器指标水平。该课题成果的产业化,将打破国外在紫外激光器市场中的垄断,极大地提升我国激光微加工制造产业的核心竞争力。
  • 英国国家物理实验室开发超稳定激光器和光学时钟
    据英国国家物理实验室(NPL)网站报道,NPL、英国空间署(UKSA)和欧洲空间局(ESA)正为未来的太空任务开发超稳定激光器和光学时钟,以改进未来的导航和计时。NPL的立方腔专利设计使光学腔的频率稳定性对振动高度不敏感,具有独特的鲁棒性,可将商业激光系统的谱线宽度从几个MHz降低到1 Hz以下。这提供了超稳定的激光器,既可作为独立的频率参考,也可作为光学原子钟的子组件。这种光学原子钟和超稳定激光技术在未来科学(基础物理学和宇宙学)、地球观测(相对论大地测量学)和导航(未来全球导航卫星系统)计划等方面具有较大应用前景。在NASA/ESA的下一代重力任务中,NPL的立方体空腔可用来测量地球重力场作为地球表面位置的函数。在极地地区,这种技术可比以前的GRACE和GOCE任务更精确地监测冰川变化。在未来NASA/ESA 2030激光干涉仪空间天线(LISA)任务中,可作为空间引力波测量的参考。注:本文摘自国外相关研究报道,文章内容不代表本网站观点和立场,仅供参考。
  • 探秘世界最强X射线激光器:比地球光源亮10亿倍
    在实验中,科学家将X射线聚焦于一个直径比人类头发丝还要细30倍的小点上,在1万亿分之一秒内将金属箔加热到200万摄氏度。   北京时间1月30日消息,据国外媒体报道,美国国家加速器实验室近日利用世界上最强大的X射线激光器--直线加速器相干光源激光器再现恒星内部强大的压力与高温情形。这种激光器的激光能量迸发可超过一个小国家全年的发电总量。  在实验中,科学家将X射线聚焦于一个直径比人类头发丝还要细30倍的小点上,在1万亿分之一秒内将金属箔加热到200万摄氏度。金属在如此短的时间内被熔化,其所产生的极度高温和高压状态,通常只有在恒星内部才会出现。  英国牛津大学物理系科学家萨姆-文科博士等人参与了直线加速器相干光源激光器实验。文科博士表示,“如果我们要想了解现存恒星内部的情形以及我们太阳系内外巨型行星中心的情形,那么制造高温、高密度的物质非常重要。直线加速器相干光源激光器是一台神奇的机器,我们已经在多个科学领域取得了重大发现,如材料科学、生物学等。”  直线加速器相干光源激光器的实验成果近日发表于《自然》杂志之上。直线加速器相干光源长约2公里,可以产生密集的X射线爆发,亮度超过地球上任何光源10亿倍。在高峰时,光脉冲的能量甚至比一些小国家一年的发电总量都要多。
  • 活力激光获千万级A轮融资,专注研发千瓦级半导体激光器系列产品
    近日活力激光科技有限公司(以下简称“活力激光”)宣布完成数千万人民币A轮融资,由亦庄资本独家投资。本轮资金将主要用于研发和生产千瓦级半导体激光器(1千瓦至1万瓦)系列产品,在激光焊接和激光表面处理领域进行推广应用。  活力激光成立于2019年12月,主要专注于高功率半导体激光器的研发、生产和销售,整体技术及生产能力覆盖各种功率、波长和封装形式的半导体激光器,核心产品包括固体激光器泵浦源、千瓦级半导体激光器、以及应用于医疗美容等领域的小功率半导体激光器。公司在深圳宝安设有一处工厂,面积达3500平方米,其中无尘车间2000平米。  目前,活力激光团队规模超70人,核心成员曾任职于JDSU等头部激光器公司。公司创始人兼CEO蔡万绍拥有二十余年半导体激光器研发与生产经验,先后任职于JDSU/Lumentum、Oclaro、西安炬光等公司。  据Emergent Research相关报告数据,2021年全球半导体激光器市场规模为81.9亿美元(约551.9亿人民币),预计2022-2030年间年复合增长率为6.7%。值得一提的是,半导体激光器在医疗保健领域的应用价值高,目前已广泛用于医疗诊断、美容手术和治疗,这一方向也将成为半导体激光器市场增长的重要驱动力,而随着技术的突破,半导体激光器在工业加工领域的直接应用也将被打开,想象空间极大。  全球激光器市场核心玩家包括起步较早的通快、朗美通、恩耐、相干、业纳等国外公司,也有起步较晚但发展较快的锐科、英诺、炬光、长光华芯等国内公司。在成熟的光纤激光器领域,市场竞争相当激烈,从各大上市光纤激光器公司的财报中,可明显看到竞争激烈导致的价格下跌。  蔡万绍告诉36氪,为了避开同质化竞争激烈的细分市场,活力激光以产品创新作为突破口,采用国产芯片,率先在国内开发出878.6nm锁波长窄光谱的半导体激光器,以及1440nm二维点阵激光器,在固体激光器泵浦和激光嫩肤美容领域,打破了国外玩家的垄断,实现国产替代,目前该产品已逐渐放量增长。  “未来3-5年是激光芯片国产替代的重要时间窗口,也是半导体激光器创新发展的关键机遇。”蔡万绍提到,活力激光已经和国内多家激光芯片供应商展开合作,定制开发波长多样化的半导体激光器,包括1550nm(照明应用)、1470nm(医美应用)、780/766nm(碱金属气体激光器泵浦)、405nm/450nm/650nm(加工及照明应用)、以及常见的976nm和808nm激光波长,并同步研发千瓦级半导体激光器,覆盖1千瓦至1万瓦功率,取得了巨大进展。  相对来说,固体激光器的优势应用领域是非金属材料及合金材料的精细加工,光纤激光器的优势应用领域是钢铁材料的大功率激光切割,而半导体激光器凭借高功率、低能耗、高性价比、体积小、重量轻、波长多样性等优势,将在铁、铜、铝等金属材料的激光焊接和激光表面处理领域得到举足轻重的应用。  在蔡万绍看来,如果充分利用半导体激光器的优势展开产品研发布局,有望让半导体激光器在工业加工、医疗美容、照明显示、激光雷达等领域的总体应用量,提升至与光纤激光器、固体激光器同等的水平,逐步构建出三种激光器三分天下的格局。“我们的中期目标是成为国内领先的半导体激光器供应商。”他说。  目前,活力激光客户已覆盖多家激光器、机器视觉、医疗美容等领域上市公司,并在公司成立以来,保持了100%以上的年营收增长率,预计2023年收入将突破亿元关口。
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