Laseripõhised distantssensorid on olulised näiteks lõhkeainete või gaasilekete tuvastamisel. Lasersensorite kvaliteedi üks olulisemaid parameetreid on kiire võimsus. Tugevam ning puhtam kiir vähendab ohtu ja võimaldab objekti kaugemalt uurida.
Ameerika Northwestern Ülikooli teadlased töötasid välja ainumoodilise kvantkaskaadlaseri õõsresonaatori, mis toodab 8-12 µm (10-6 m) lainepikkuse vahemikus seni puhtaimat, heledaimat ning võimsaimat kiirt. Nimetatud kitsas kiirgusvahemik on iseäranis huvipakkuv tööstuses ning millitaartehnoloogias. Teadustöö avaldati teadusajakirja Applied Physics Letters 21. augusti väljaandes.
8-12 µm infrapunakiirgus on millitaar- ja tavatööstuse võrdses huviorbiidis. Selle kiirgusega on võimalik neeldumisspektri järgi tuvastada pea kõiki keemilisi ühendeid, sealhulgas närvimürke ja toksilisi tööstuslikke gaase. Lisaks on atmosfäär sellele kiirgusele suhteliselt läbipaistev, mis võimaldab kaugseires uute tehnoloogiate arengut.
Kaugmõõtmise edu pandiks on aga võimas, ainumoodine ja kvaliteetse kiirega laser. Nimetatud omadusi koondav seade on keeruline väljakutse, mille lahendustena on pakutud ühel või teisel põhjusel eduta jäänud ideid.
Northwestern Ülikooli teadlase Manijeh Razeghi ning tema törühma arendatud lasertehnoloogia suudab üheaegselt kontrollida nii kiire lainepikkust kui kvaliteeti. Saavutus põhineb uudsel hajutatud tagasisidesüsteemil (distributed feedback), mida nimetatakse koondnimetusega B-FB. Olemuselt on tegemist difraktsioonipõhise tagasisidestustehnoloogial töötava suunatud õõsresonaatoriga (angled laser cavity).
„Meie resonaator on kõige lubavam hea kiirekvaliteediga seade kõrge võimsusega ainumoodlaserite perekonnas. Lisaks on sisalduv tehnoloogia odav ning rakendatav toatemperatuurses keskkonnas,“ kommenteeris Razeghi, kes juhib Northwestern Ülikooli Kvantkeskust. „Lisaks saab meie ideed rakendada paljudele laseritele pea igas lainepikkuste vahemikus.“
Razeghi demonstreeris koos töörühmaga enam kui 6 W maksimaalvõimsusega pea difraktsioonpiiratud (loe siit) kiire kvaliteediga 10,4 µm lainepikkusega laserimpulssi. Tegemist on seni võimsaima pooljuht-ainumoodlaseriga, mis töötab pikemal lainepikkusel kui 10 µm. Edasi kavatsevad teadlased optimeerida resonaatorit ja parandada võimendustegurit, mis peaks väljundvõimsust veelgi tõstma.
Allikas: PhysOrg
Leave a Reply