Недавно ученые создали первый в мире волоконный лазер, способный формировать фемтосекундные импульсы в видимом диапазоне электромагнитного спектра. Этот значимый прогресс открывает перспективы для разнообразных применений в биомедицине и обработке материалов. Уникальной особенностью этих лазеров является возможность генерации ультракоротких ярких импульсов видимой длины волны, что представляет собой значительный шаг вперед в области лазерных технологий.
Исторически получение видимых фемтосекундных импульсов требовало сложных и неэффективных установок. Несмотря на то что волоконные лазеры обещают быть перспективной альтернативой из-за своей прочности, надежности, компактности, эффективности и более низкой стоимости, до сих пор не удавалось создать видимые импульсы длительностью в фемтосекундах (10-15 с) с использованием таких лазеров. Руководитель исследовательской группы Реаль Валле из Университета Лаваля в Канаде, отметил:
Наш фемтосекундный волоконный лазер в видимом спектре проложил путь к созданию нового класса надежных, эффективных и компактных сверхбыстрых лазеров.
Описание нового лазера, основанного на фторидном волокне с легированием лантаноидами, было опубликовано в журнале Optica Publishing Group. Этот лазер излучает красный свет с длиной волны 635 нм, обеспечивая сжатые импульсы длительностью 168 фс, пиковой мощностью 0,73 кВт и частотой повторения 137 МГц. Применение коммерческого синего лазерного диода в качестве источника энергии позволило сделать конструкцию прочной, компактной и экономичной.
Возможные области применения включают высокоточную абляцию биологических тканей и двухфотонную микроскопию. Фемтосекундные лазерные импульсы также обеспечивают возможность проведения холодной абляции во время обработки материала, что может обеспечить более чистый разрез, не вызывая тепловых эффектов.
Волоконные лазеры используют оптическое волокно в качестве лазерной среды, легированное редкоземельными элементами. Несмотря на их простоту, надежность и яркость, использование кварцевых волокон ограничивало их работу в ближней инфракрасной области. Группа исследователей Валле работает над расширением спектрального диапазона волоконных лазеров с использованием волокон из фторида вместо кремнезема.
Ранее мы сосредотачивались на создании волоконных лазеров среднего инфракрасного диапазона, но недавно мы заинтересовались лазерами видимого диапазона. Недавнее появление полупроводниковых лазеров, работающих в синем спектре, стало ключевой технологией для разработки эффективных волоконных лазеров видимого диапазона.
В будущем исследователи планируют сделать установку полностью монолитной, улучшив ее эффективность, и также работать над увеличением энергии импульса, его длительности и средней мощности.
