Một tia laser lỏng hoạt động mạnh mẽ trong không khí và có thể điều chỉnh bằng gió

Một tia laser lỏng hoạt động mạnh mẽ trong không khí và có thể điều chỉnh bằng gió

    Một tia laser lỏng hoạt động mạnh mẽ trong không khí và có thể điều chỉnh bằng gió
    bởi Đại học Tsukuba

    A liquid laser that is robust under air and tunable by wind

    Ảnh: NotjungCG/Shutterstock


    Các nhà khoa học từ Trung tâm Nghiên cứu Tsukuba về Khoa học Vật liệu Năng lượng tại Đại học Tsukuba đã trình diễn một phương pháp đơn giản để tạo ra các giọt nhỏ chất lỏng ion hoạt động như các tia laser linh hoạt, lâu dài và có thể điều chỉnh bằng khí nén. Không giống như các loại "laser nhỏ giọt" hiện tại không thể hoạt động trong khí quyển, bước phát triển mới này có thể cho phép sử dụng các loại laser trong môi trường hàng ngày.

    Cây sen được đánh giá cao vì vẻ đẹp của chúng và có đặc tính tự làm sạch đáng chú ý. Thay vì nằm phẳng trên bề mặt lá sen, những giọt nước sẽ tạo thành những khối cầu gần như hoàn hảo và lăn đi, cuốn theo bụi. "Hiệu ứng hoa sen" này được gây ra bởi những vết sưng siêu nhỏ trên lá. Giờ đây, một nhóm các nhà nghiên cứu tại Đại học Tsukuba đã tận dụng hiệu ứng hoa sen nhân tạo để tạo ra các giọt chất lỏng có thể hoạt động giống như tia laze, đồng thời duy trì ổn định trong tối đa một tháng. Không thể sử dụng "laser giọt" hiện có trong điều kiện môi trường xung quanh, vì chúng sẽ dễ bay hơi trừ khi được đặt bên trong hộp chứa.

    Trong nghiên cứu mới này, một chất lỏng ion gọi là 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate (EMIBF4) được trộn với một loại thuốc nhuộm cho phép nó trở thành tia laser. Chất lỏng này được chọn vì nó bay hơi rất chậm và có sức căng bề mặt tương đối lớn. Sau đó, một chất nền thạch anh được phủ bằng các hạt nano silica flo nhỏ để làm cho bề mặt đẩy chất lỏng. Khi EMIBF4 được lắng đọng trên nó từ pipet, các giọt nhỏ gần như hoàn toàn hình cầu. Các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng giọt nước này có thể duy trì ổn định trong ít nhất 30 ngày.

    Giáo sư Hiroshi Yamagishi, tác giả đầu tiên cho biết: “Các đặc tính hình thái và quang học mong muốn của giọt nước được dự đoán bằng các tính toán toán học sẽ duy trì ngay cả khi tiếp xúc với sự đối lưu khí”.

    Hình dạng và tính ổn định chống bay hơi cho phép giọt duy trì cộng hưởng quang học khi được kích thích bằng nguồn bơm laze. Thổi khí nitơ có thể dịch chuyển các đỉnh laser trong khoảng 645 đến 662 nm bằng cách làm biến dạng nhẹ hình dạng giọt nước.

    Giáo sư Yamagishi cho biết: “Theo hiểu biết của chúng tôi, đây là bộ tạo dao động laser lỏng đầu tiên có thể điều chỉnh thuận nghịch nhờ sự đối lưu khí.

    Giọt laser cũng có thể được sử dụng như một cảm biến độ ẩm rất nhạy cảm hoặc máy dò luồng không khí. Sau đó, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một thiết bị in phun thương mại được trang bị đầu máy in có thể hoạt động với chất lỏng nhớt. Các mảng giọt laser được in đã hoạt động mà không cần xử lý thêm.

    Những phát hiện của nghiên cứu này chỉ ra rằng việc sản xuất có khả năng mở rộng cao và dễ thực hiện, do đó nó có thể dễ dàng được áp dụng để sản xuất các thiết bị truyền thông quang hoặc cảm biến rẻ tiền. Nghiên cứu này có thể dẫn đến các máy dò luồng không khí mới hoặc truyền thông sợi quang ít tốn kém hơn.

    Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Laser & Photonics Reviews.

    Zalo
    Hotline