Os pesquisadores desenvolveram um novo laser amarelo compacto e ultrarrápido de alta potência.
Pela The Optical Society publicado em Phys.
Crédito: Varun Sharma
O laser sintonizável exibe excelente qualidade de feixe e ajuda a preencher a necessidade de uma fonte de luz amarela prática que emita pulsos de luz ultrarrápidos.
“A faixa espectral amarelo-laranja é altamente absorvida pela hemoglobina no sangue, tornando os lasers com esses comprimentos de onda particularmente úteis para aplicações biomédicas, tratamentos dermatológicos e cirurgia ocular”, disse o membro da equipe de pesquisa Anirban Ghosh do Laboratório de Ciências Fotônicas no Laboratório de Pesquisa Física na Índia. “Um femtosegundo, fonte de laser amarelo sintonizável pode um dia oferecer tratamentos médicos que produzem menos danos térmicos e são mais seletivos.”
No jornal Optics Letters da The Optical Society (OSA) , pesquisadores liderados por Goutam K. Samanta descrevem como eles usaram um fenômeno óptico conhecido como conversão de frequência não linear para converter luz laser infravermelho médio em luz amarela que pode ser ajustada de 570 nm a 596 nm .
“Demonstramos uma radiação amarela robusta, de alta potência, ultrarrápida e ajustável em uma configuração experimental bastante simples”, disse Ghosh. “Além das aplicações biomédicas , esta é uma faixa de comprimento de onda muito procurada para projeção de vídeo em cores e pode ser usada para uma variedade de aplicações espectrais.”
Construindo um laser amarelo melhor
Embora estudos tenham mostrado que a emissão de laser na faixa espectral amarela é ideal para vários tratamentos médicos , tais comprimentos de onda são geralmente criados usando lasers de vapor de cobre volumosos e ineficientes, lasers de tintura e osciladores ópticos paramétricos. Essas fontes têm sido usadas com sucesso para várias aplicações, mas sofrem de uma ou mais desvantagens, como baixa potência média, falta de bom perfil de feixe espacial, limitação ou nenhuma sintonia de comprimento de onda e pulsos de saída ampla.
“Os lasers de femtosegundos são importantes para muitas aplicações porque emitem um grande número de fótons em um curto período para fornecer uma intensidade muito alta e uma precisão extremamente alta sem causar nenhum dano térmico”, disse Ghosh. “No entanto, não há laser amarelo de femtosegundo disponível comercialmente que possa fornecer todos os parâmetros desejados necessários para as aplicações que se beneficiariam desta faixa de comprimento de onda.”
Para lidar com essas limitações em uma única configuração experimental, os pesquisadores usaram um laser Cr2 +: ZnS de estado sólido ultrarrápido recentemente desenvolvido, emitindo na faixa do infravermelho médio junto com um processo de duplicação de frequência de dois estágios. A duplicação da frequência de um laser ultrarrápido não é um processo fácil e requer a identificação do cristal certo para produzir uma saída de laser de qualidade com as propriedades desejadas.
“Dobramos a frequência do laser infravermelho médio ultrarrápido com um comprimento de onda de pico em 2360 nm em dois cristais não lineares diferentes e usamos componentes óticos simples disponíveis em qualquer laboratório de ótica padrão para obter uma fonte de laser amarelo ultrarrápido sintonizável de alta potência”, disse Ghosh. “Como um subproduto, nossa fonte fornece radiação ultrarrápida sintonizável próximo ao infravermelho com potência média substancial útil para vários campos, incluindo espectroscopia, processamento de material e imagem.”
Os testes do novo laser mostraram que ele pode fornecer uma potência média de saída máxima acima de 1 W com 130 pulsos de femtosegundos a uma taxa de repetição de 80 MHz com um perfil de feixe espacial excelente. Os pesquisadores também observaram excelente estabilidade de energia por um longo período.
Os pesquisadores planejam melhorar ainda mais a duração, a eficiência e a compactação do pulso do laser. Eles também estão trabalhando para otimizar o laser para que ele possa operar em temperatura ambiente para torná-lo mais prático para uso a longo prazo .
