“工業(yè)4.0”的概念首先由德國政府推出，最近又擴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)動機的發(fā)展或用于空間探索的推進器系統(tǒng)制造。
然而，一個可控開關(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）的機制，仍是具有挑戰(zhàn)性的。此外，以往的研究需要一個大型的電源，這對于整個系統(tǒng)的小型化是個麻煩。
現(xiàn)在，愛荷華州立大學，豐橋技術(shù)科學大學，以及分子科學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。
這是一個調(diào)Q激光器的磁疇運動驅(qū)動的第一次演示，也是一個綜合的調(diào)Q激光器的可能性的第一個證據(jù)。“該裝置相比其他報道的可控開關(guān)要小兩個數(shù)量級，”副教授Taira說。
“實現(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，一個高速磁場開關(guān)的制造，和一個激光諧振腔的結(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)使用薄石榴石進行過報告。這當然是第一個示范，它也成為一個集成的高功率激光發(fā)展的一個重要的第一步。”
“我們喜歡我們之間的合作和相互學習，”Mina Mani教授說。“我們進一步希望不僅要推進研究和創(chuàng)造和追求新的挑戰(zhàn)，而且要使用科學和技術(shù)創(chuàng)造一個更好的世界。”
此外，研究人員發(fā)現(xiàn)了一個獨特的偏置技術(shù)，采用磁場減少了調(diào)Q開關(guān)所需的電力。當一個環(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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