रैपिड हीटिंग और कूलिंग - वैज्ञानिक नई लेजर गेन सामग्री विकसित करते हैं
यह सूचना दी है कि कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सैन डिएगो (यूसीएसडी) के शोधकर्ताओं ने एक नई लेजर सामग्री विकसित की है - एनडी-डोप्ड एल्यूमिना क्रिस्टल, अल्ट्रा-शॉर्ट (सैद्धांतिक रूप से कम से कम 7.7 एफएस), उच्च-शक्ति वाले दालों का उत्सर्जन करने में सक्षम है, के लिए उपलब्ध है। उत्कृष्ट थर्मल शॉक प्रतिरोध के साथ छोटे, अधिक शक्तिशाली लेजर का उत्पादन।
इसे प्राप्त करने के लिए, इंजीनियरों ने एल्यूमिना क्रिस्टल में बेरियम आयनों की उच्च सांद्रता को भंग करने के लिए एक नई सामग्री प्रसंस्करण रणनीति तैयार की है। अंत में, लेजर सामग्री अनुसंधान के क्षेत्र में पहली yttrium एल्यूमिना लेजर लाभ माध्यम का उत्पादन किया गया था।
एनडी (डोपेंट) और एल्यूमिना (मेजबान सामग्री) आज के जीजी # जेपी के सबसे उन्नत उपयोग किए जाने वाले दो सबसे व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले ठोस घटक हैं। हालांकि, लेजर मीडिया तैयार करने के लिए एनडी और एल्यूमिना का संयोजन महत्वपूर्ण चुनौतियां प्रस्तुत करता है: उनका आकार असंगत है। एल्यूमिना क्रिस्टल में आमतौर पर टाइटेनियम या क्रोमियम जैसे छोटे आयन होते हैं, जबकि एनडी आयन बहुत भारी होते हैं।
एक सीरियम एल्यूमिना मिश्रण तैयार करने की कुंजी दो ठोस पदार्थों का तेजी से ताप और ठंडा होना है। परंपरागत रूप से, शोधकर्ताओं ने इसे एक अन्य सामग्री के साथ पिघलाकर एल्युमिना बनाया है, और फिर धीरे-धीरे इसे ठंडा करने के लिए मिश्रण को ठंडा किया है। एलियास पेनिला, एक पोस्टडॉक्टोरल शोधकर्ता, ने कहा: जीजी उद्धरण; हालांकि, यह प्रक्रिया डोपेंट के रूप में स्ट्रोंटियम आयनों का उपयोग करने के लिए बहुत धीमी है क्योंकि वे क्रिस्टलीकरण के दौरान एल्यूमिना शरीर से छीन लिए जाते हैं। जीजी उद्धरण; तो उसका समाधान हीटिंग और कूलिंग चरणों को तेज करना है। एनडी आयनों को भागने से रोकने के लिए।
नई प्रक्रिया में 1260 डिग्री सेल्सियस तक पहुंचने तक 300 डिग्री सेल्सियस / मिनट की दर से एल्यूमिना और सेरियम पाउडर के दबाव मिश्रण को तेजी से गर्म करना शामिल है। यह तापमान एल्युमिना क्रिस्टल जाली में सेरियम की एक उच्च सांद्रता को भंग करने के लिए पर्याप्त है। इस तापमान पर 5 मिनट के लिए ठोस समाधान आयोजित किया गया और फिर तेजी से 300 डिग्री सेल्सियस / मिनट की दर से ठंडा किया गया। शोधकर्ताओं ने yttrium एल्यूमिना क्रिस्टल की परमाणु संरचना को चिह्नित करने के लिए एक्स-रे विवर्तन और इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी का उपयोग किया। इसकी लेजर क्षमताओं को प्रदर्शित करने के लिए, शोधकर्ताओं ने वैकल्पिक रूप से क्रिस्टल को 806 एनएम अवरक्त प्रकाश के साथ पंप किया। यह सामग्री 1064 एनएम के तरंग दैर्ध्य के साथ प्रवर्धित प्रकाश का उत्सर्जन करती है।
परीक्षण के माध्यम से, शोधकर्ताओं ने यह भी दिखाया कि बिस्मथ एल्यूमिना का थर्मल शॉक प्रतिरोध अग्रणी ठोस-राज्य लेजर लाभ सामग्री एनडी: वाईएजी की तुलना में 24 गुना अधिक है। मैकेनिकल इंजीनियरिंग के एक प्रोफेसर जेवियर गारे ने कहा: जीजी उद्धरण; इसका मतलब है कि हम सामग्री को तोड़ने से पहले अधिक ऊर्जा के साथ पंप कर सकते हैं, ताकि इसका उपयोग अधिक शक्तिशाली लेजर बनाने के लिए किया जा सके। जीजी उद्धरण;
टीम वर्तमान में इस नई सामग्री के साथ नए लेजर विकसित करने पर काम कर रही है।