新的氮氬露天雷射研究可能會改變雷射界

來自加州大學洛杉磯分校 (UCLA) 和馬克斯·玻恩研究所的研究小組發表了一項研究，展示了使用氮氣和氬氣來產生雷射。

來自加州大學洛杉磯分校 (UCLA) 和馬克斯玻恩研究所的研究小組發表了一項研究，展示了使用氮氣和氬氣來產生雷射。這項研究建立在數十年對露天雷射領域的研究基礎上，有一天可能有助於改進感測器、機器人等。

這是你需要知道的。

雷射技術

幾十年來，雷射的主要工作方式是透過光學腔向一對鏡子發射光束。這些鏡子的構造和角度使得光線能夠在設備之間來回反射。這種彈跳動作增強了光線的強度，形成您看到的聚焦光束。

露天雷射

自從雷射研究開始以來，一直有工程師尋求在不使用放大腔和鏡子的情況下產生雷射。在這項研究中，有一小部分工程師致力於製造露天雷射。這些設備利用強光激發的粒子之間的相互作用來形成雷射。直到最近，這個科學概念還是不可能的。然而，隨著這項最新研究的發表，潮流似乎發生了變化。

氮氬露天雷射研究

研究深入研究使用氮氣和氬氣混合物在大氣中誘導無空腔雷射。該研究發表在《物理評論快報》上，介紹了實現 N2 和 Ar 之間光子介導的能量轉移的概念和工作模型，從而產生超螢光響應。

團隊的研究著眼於許多不同的概念，因為環境空氣有不同的成分可以產生超螢光反應。為了驗證氬氣和氮氣是反應中的活性成分，研究團隊需要在氧氣穩定的環境中監測兩者的耦合。測試揭示了一些有趣的結果，包括雙向雷射效應，這為各種新的科學實驗的開始打開了大門。

露天雷射 – 測試

測試開始時，工程師使用 261 nm 泵浦雷射來激發氣體。目標是更深入地了解為什麼氬氣混合物的電離率會降低。這項測試使工程師將注意力集中在氬氣中 261 nm 光子的 3 光子共振吸收上。在這裡，他們發現了與雙向雷射效應的直接相關性。

使用各種參數測試了這種雙向級聯雷射效果，以確保記錄轉換的細節。測試表明，將氮氣與氬氣混合會產生所需的響應，而其他混合物不會產生任何雙向雷射脈衝。放大顯示，Ar 原子對 261 nm 光子的 3 光子吸收特異性地產生了級聯超螢光的發射。這項發現是一項重大發現，因為先前不知道光子介導的機制是否有可能將能量從 N2 轉移到 Ar。

接下來的步驟從頻率測試開始。研究人員改變了不同的頻率，直到他們注意到，當氮分子暴露在 261 nm 的氬氣中，並以稍微不同的頻率共振時，氮分子在電子激發態下表現出非線性 3 光子吸收。然後收集這些數據，用於創建新的公式來模擬未來的實驗。

結果

這項研究顯示了一些有希望的結果，可能會顛覆雷射界。其一，團隊成功地在大氣中產生了雙向級聯持久效應。具體來說，工程師能夠透過露天無腔設定創建兩種彩色的雙向雷射。

這項研究也揭示了一些意想不到的發現。首先，研究團隊注意到混合過程中使用的氧氣量會影響氬氣和氮氣分子之間的相互作用。他們的研究表明，1% 的 O2 混合物是無腔、雙向和類雷射發射的理想選擇。

露天雷射的好處

這項技術為市場帶來了多項好處。其一，它可以用更少的機械部件製造雷射。露天雷射的生產需要較少的技術和製造。這些較低的成本將帶來更多的用例應用程式。

穩定性

現今雷射器中使用鏡子是其最大的弱點之一。這些微型設備需要完美校準和對齊，以產生您期望的光束。與設備原始校準的任何微小偏差都可能導致設備變得無用。隨著雷射器的使用不斷擴展到大型商業和軍事應用，對移動部件較少的雷射有強烈的需求。氮氬雷射是一種智慧解決方案。

輕量

使用輕質氬氣和氮氣將有助於減輕未來雷射的整體重量。雷射已經在許多微型設備上使用。然而，由於製造商縮小核心零件的能力，它們的營運規模受到限制。基於氬的系統將需要更少的空間並且重量更輕。因此，它們可以幫助推動下一代太空旅行、奈米技術等等。

潛在用途應用

這種新型雷射有許多應用。來自監控和

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