Razvoj lasera s tekućim kapljicama mogao bi smanjiti troškove optičke komunikacije

Istraživači iz Centra za istraživanje energetskih materijala Tsukuba na Univerzitetu Tsukuba u Japanu uspješno su demonstrirali novu metodu za proizvodnju mikrokapljica jonske tekućine koje se mogu koristiti kao fleksibilni, izdržljivi i aerodinamički podesivi laseri.

Postojeći laseri sa kapljicama ne mogu da rade u ambijentalnim uslovima bez isparavanja, a novi razvoj bi mogao da omogući da se laseri koriste u svakodnevnim okruženjima, kažu naučnici. Ovo može pomoći u razvoju novih detektora protoka zraka ili fleksibilnijih i jeftinijih optičkih detektora. Komunikacijski uređaji.

Efekat umjetnog lotosa koristi se za stvaranje kapljica koje mogu djelovati poput lasera dok ostaju stabilne do mjesec dana. Ovo ponavlja svojstva samočišćenja lotosovog cvijeta: zahvaljujući sitnim izbočinama na listovima, kapljice su u stanju da formiraju gotovo savršene sfere i otkotrljaju se, noseći sa sobom prašinu.

Istraživači su odabrali jonsku tečnost 1-etil-3-metilimidazolijum tetrafluoroborat (EMIBF4) zbog njenih svojstava sporog isparavanja i relativno visoke površinske napetosti. Ova tečnost se meša sa bojom da bi se napravio laser. Zatim se na kvarcnu podlogu oblažu sitne fluorirane nanočestice silicijum-dioksida, omogućavajući površini da odbija tečnost. Kada je EMIBF4 taložen na njega iz pipete, male kapljice su bile gotovo potpuno sferične. Istraživači su pokazali da kapljice mogu ostati stabilne najmanje 30 dana.

Oblik i stabilnost kapljice omogućavaju joj održavanje optičke rezonancije kada je pobuđena izvorom laserske pumpe. Puhani dušik može pomjeriti laserski vrh u rasponu od 645 do 662 nm tako što će blago izobličiti oblik kapljice. Može se koristiti i kao vrlo osjetljiv senzor vlage ili detektor protoka zraka.

Korišćenje komercijalnog inkjet štampača sa glavom za štampanje koja može da radi sa viskoznim tečnostima. Tim je otkrio da štampani laserski niz kapljica može funkcionirati bez daljnje obrade. Kažu da njihova otkrića pokazuju da je proizvodnja vrlo skalabilna i laka za izvođenje, tako da se lako može primijeniti za izradu jeftinih senzora ili optičkih komunikacionih uređaja. Studija je objavljena u Review of Lasers and Photonics.

Prvi autor prof. Hiroshi Yamagishi objašnjava: "Matematički proračuni predviđaju da se željena morfologija i optička svojstva kapljice mogu održati čak i kada su izložene konvekciji plina. Prema našim saznanjima, ovo je prvi tekući laserski oscilator koji se može reverzibilno podesiti pomoću gas do konvekcije."