“工業(yè)4.0”的概念首先由德國(guó)政府推出，最近又?jǐn)U大了緊湊型的高功率激光器應(yīng)用的范圍，例如，用于激光制造、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展或用于空間探索的推進(jìn)器系統(tǒng)制造。
然而，一個(gè)可控開關(guān)為小型固體激光器的集成，由于電光效應(yīng)（EO）和聲光效應(yīng)（AO）的機(jī)制，仍是具有挑戰(zhàn)性的。此外，以往的研究需要一個(gè)大型的電源，這對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的小型化是個(gè)麻煩。
現(xiàn)在，愛荷華州立大學(xué)，豐橋技術(shù)科學(xué)大學(xué)，以及分子科學(xué)研究所的研究人員們開發(fā)了一種磁光（MO）調(diào)Q激光器，這在世界上為首次，使用了190微米厚的具有迷宮磁場(chǎng)范圍的磁性石榴石薄膜。他們用特制的線圈和電路產(chǎn)生的脈沖磁場(chǎng)被加載到磁性石榴石上，并成功生成了幾十納秒的脈沖寬度的光輸出。
這是一個(gè)調(diào)Q激光器的磁疇運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)的第一次演示，也是一個(gè)綜合的調(diào)Q激光器的可能性的第一個(gè)證據(jù)。“該裝置相比其他報(bào)道的可控開關(guān)要小兩個(gè)數(shù)量級(jí)，”副教授Taira說。
“實(shí)現(xiàn)鉬調(diào)Q是結(jié)合三種不同的技術(shù)，即該領(lǐng)域中最困難的部分：磁性材料的制備，一個(gè)高速磁場(chǎng)開關(guān)的制造，和一個(gè)激光諧振腔的結(jié)構(gòu)，”博士生候選人Ryohei Morimoto解釋說。
根據(jù)論文的第一作者、助理教授Taichi Goto說明，“以前從未有MO 調(diào)Q開關(guān)使用薄石榴石進(jìn)行過報(bào)告。這當(dāng)然是第一個(gè)示范，它也成為一個(gè)集成的高功率激光發(fā)展的一個(gè)重要的第一步。”
“我們喜歡我們之間的合作和相互學(xué)習(xí)，”Mina Mani教授說。“我們進(jìn)一步希望不僅要推進(jìn)研究和創(chuàng)造和追求新的挑戰(zhàn)，而且要使用科學(xué)和技術(shù)創(chuàng)造一個(gè)更好的世界。”
此外，研究人員發(fā)現(xiàn)了一個(gè)獨(dú)特的偏置技術(shù)，采用磁場(chǎng)減少了調(diào)Q開關(guān)所需的電力。當(dāng)一個(gè)環(huán)形永磁體放在靠近磁性石榴石處，他們能夠產(chǎn)生同樣的光脈沖，在MO調(diào)Q激光少七倍的電功率下。這一結(jié)果表明，該開關(guān)不需要大功率電源的操作，如此這種激光器的體積就按預(yù)期就可以減小很多。該研究小組希望他們的未來的研究是對(duì)全世界各地的激光器用戶有所幫助，并幫助建立新的產(chǎn)業(yè)。
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