科学者は、短時間で大量のエネルギーを発生させることができる新しいタイプのレーザーを開発しました、そして眼科と心臓外科または微細材料工学で潜在的なアプリケーション価値があります。シドニー大学光科学研究所のマーティンスタッカー教授は次のように述べています。このレーザーの特徴は、パルス持続時間が1兆分の1秒未満に短縮されると、エネルギーが " ピークに達しているため、短くて強力なパルス材料の処理には理想的な候補です。

1つの用途は角膜手術であり、眼からの物質の穏やかな除去に依存しており、表面を加熱して損傷しない強力で短い光パルスを必要とします。彼らの研究結果は、Natural Photonics誌に掲載されています。科学者は、電気通信、計測学、分光法で一般的に見られる単純なレーザー技術に戻ることによって、この驚くべき結果を達成しました。これらのレーザーは、 " ソリトン " 波は、長距離にわたって形状を維持する光波です。ソリトンは19世紀初頭に最初に発見されましたが、明かりの中ではなく、イギリスの工業用運河の波の中で発見されました。

物理学部の主執筆者であるアントワーヌルンゲ博士は、次のように述べています。光の中のソリトン波がその形状を維持するという事実は、通信やスペクトル分析を含む幅広いアプリケーションで優れていることを意味します。ただし、これらのソリトンを生成するレーザーは製造が簡単ですが、大きな影響はありません。製造で使用される高エネルギーの光パルスを生成するには、完全に異なる物理システムが必要です。この研究の共同執筆者であり、米国のノキアベルラボラトリーズのシリコンフォトニクスの責任者であるアンドレアブランコレドンド博士は、次のように述べています。しかし、これまでのところ、従来のソリトンレーザーは十分なエネルギーを提供できておらず、新しい研究によってソリトンレーザーが生物医学的用途に役割を果たす可能性があります。

  この研究は、2016年に純粋な4次ソリトンの発見を発表したシドニー大学のフォトニクスおよび光学科学研究所のチームによって以前に確立された研究に基づいています。

レーザー物理学の新しい法律

通常のソリトンレーザーでは、光のエネルギーはパルス幅に反比例します。方程式E = 1 /τによって、光パルス時間が半分になると、エネルギーが2倍になることが証明されています。 4回ソリトンの場合、光のエネルギーはパルス持続時間の3乗、つまりE = 1 /τ3に反比例します。つまり、パルス時間が半分になると、この時間中にパルスが提供するエネルギーは8倍になります。研究で最も重要なのは、レーザー物理学の新しい法則です。この研究は、E = 1 /τ3であることを証明しており、これは将来のレーザーの用途を変えるでしょう。

この新しい法律の確立を証明することで、研究チームはより強力なソリトンレーザーを製造できるようになります。この研究では、1兆分の1秒という短いパルスが生成されましたが、研究プロジェクトではより短いパルスを取得できます。研究の次の目標は、フェムト秒の持続時間を持つパルスを生成することです。これは、数百キロワットのピーク出力を持つ超短レーザーパルスを意味します。このタイプのレーザーは、高いピークエネルギーが必要であるが基板が損傷していない場合に、レーザーを適用するための新しい方法を開くことができます。