فناوری لیزر همچنان به مسیر پر از تحول خود ادامه می دهد. در طول یک دهه گذشته انواع لیزرها از نظر اندازه (بسته به فراخور) بزرگتر یا کوچکتر، همچنین پرتوان تر و ارزان تر شده‌ اند. این فناوری در تعداد طول موج ها و محدوده مواد مصرفی گسترش یافته است. لیزرها در مسیر خود در زندگی روزمره یا به عبارتی کاربردهایشان به کار گرفته می ‌شوند. در پایان سال ۲۰۱۸، طبق پیش ‌بینی ها بازار لیزر بیش از ۱۲٫۹ میلیارد ارزش داشته است.

یک خودروی خودران که به رادار، لیدار و دیگر حس‌گرهای لازم برای حمل و نقل مجهز است (وِیمو).

لیزرها رکن اصلی بسیاری از کاربردها و صنایع هستند و تأثیر فوق العاده نور را افزایش می‎ دهند. امروزه لیتوگرافی با استفاده از لیزر نقشی اساسی در ساخت نیمه هادی ها دارد، به عنوان مثال براساس اطلاعات شرکت تحقیق و تحلیل گارتنر[۱]، درآمد حاصل از آن در سال ۲۰۱۸، ۴۷۷ میلیارد دلار بود. سیستم های مبتنی بر لیزر، اطلاعات مورد نیاز برای ناوبری ایمن در خودروهای خودران را تأمین می کنند. اکنون بازار این وسایل نقلیه محدود است، اما پیش ‌بینی های انجام شده توسط (AMR) Allied Market Research نشان می دهد که بازار خودروهای خودران تا سال ۲۰۲۶ می تواند به ۵۵۰ میلیارد دلار برسد. طبق پیش ‌بینی های AMR، بازار لیزر پزشکی که شامل سیستم های لیزر حالت جامد، گازی، سیستم های لیزر رنگینه ای و لیزر دیود است، تا سال ۲۰۲۳ می تواند به رقم کلی بین ۱۲ تا ۱۳ میلیارد دلار دست یابد. کاربردهای پزشکی عمومی لیزر شامل درمان های قلبی عروقی، پوستی و چشمی است. در نهایت، شبکه معظم سیسکو پیش ‌بینی می کند بازار مراکز داده و فیبر نوری برای انتقال دور برد، که لیزرها و اتصالات نوری حمل ترافیک داده آن را برعهده دارند، تا سال ۲۰۲۲ به طور متوسط سالانه ​​۲۶٪ افزایش یابد.

لیتوگرافی نیمه هادی برای برداشتن گامی مهم در فرآیند ساخت و تولید از لیزر استفاده می ‌کند. در این تصویر رندر یک ویفر نیمه هادی روی صفحه را نشان می دهد که در معرض اشعه و چاپ لیتوگرافی EUV (ماوراء بنفش شدید) قرار گرفته است (ASML).

در ادامه روند پیشرفت‌ لیزر و کاربردهای آن را در ده سال گذشته و از ۵۰ تا ۶۰ سالگی لیزر مورد بررسی قرار می دهیم.

۲۰۱۱

محققان ETH زوریخ (بخشی از مؤسسه فناوری فدرال سوئیس) به سرپرستی هانس زوگ، برای اولین بار لیزر گسیل از سطح با کاواک خارجی عمودی[۲] (VECSEL) تولید کردند که در اواسط محدوده فروسرخ حدود ۵ میکرومتر عمل می کرد. این محدوده طول موج در طیف ‌سنجی کاربرد دارد. قابلیت VECSEL ها انگیزه ای برای اعضای تیم تحقیقاتی شد تا شرکتی به  نام فوکون[۳] برای تجارت این فناوری تأسیس کنند.

محققان دانشگاه هاروارد، مالت گاتر و سوک هیون یون، لیزر زنده‎ ای را ارائه کرده و از پیشرفت آن در شماره ماه ژوئن مجله Nature Photonics خبر دادند. آن ها به صورت ژنتیکی سلول هایی را برای تولید یک ماده جدید (پروتئین فلورسنت سبز[۴] (GFP)) طراحی کردند؛ ماده ای که  باعث تابش نور از عروس ‌دریایی می شود. سپس آن ها یک سلول به قطر ۱۵ تا ۲۰ میکرومتر را در یک تشدید‌ کننده اپتیکی قرار دادند و سلول را با پالس های نور آبی پمپ کردند. سلول بدون اینکه صدمه ببیند، شروع به لیز دادن نمود. در نهایت براساس این تحقیقات باب جدیدی از کاربرد لیزر در پزشکی و بیوفوتونیک باز شد.

دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا (ریورساید)، به رهبری استاد جیانلین لیو، لیزر موجبر نانوسیم اکسید ‌روی را تولید کردند. یافته های آن ها در شماره ژوئیه Nature Nanotechnology به چاپ رسید. این تیم با ابداع راهی برای ایجاد مواد از نوع p، توان تشکیل دیود اتصالی p-n را به دست آورد. با استفاده از نیروی باطری، این دیود در انتهای موجبرها لیزر نانوسیم ایجاد کرد. لیزرهای نانوسیم می توانند با توان بیشتر و طول موج کوتاه تر نسبت به سایر لیزرهای دیود نیمه هادی فرابنفش، هزینه کمتری داشته باشند.

۲۰۱۲

در این سال تیمی از دانشگاه یِیل[۵]، یک لیزر کاتوره ای ساختند. در حالیکه نور این منابع به اندازه یک لیزر سنتی است، از مواد نامنظم[۶] ساخته می شوند و نور را با  همدوسی فضایی کمی گسیل می کنند. از آنجا که این ویژگی ها باعث حذف نویز یا اسپکل های کوچک می شوند، از یک لیزر کاتوره ای می توان در میکروسکوپ میدان کامل[۷] و پروژکتور نور دیجیتال بهره برد. این نتایج از تحقیقات براندون ردینگ، مایکل چوما و هوی کائو در مقاله ای در شماره ماه آوریل Nature Photonics به دست آمده است.

در ماه ژوئیه، رکورد جدیدی با تشکیل قله توان بیش از ۵۰۰ تریلیون وات ثبت شد. این توان توسط پرتوهای لیزر فرابنفش ۱۹۲ نانومتر ایجاد شده است. در تأسیسات احتراق ملی آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور ۱٫۸۵  میلی ژول انرژی به هدفی اصابت کرد که قطر آن فقط ۲ میلی متر بود. این سطح از انرژی، مطالعه حالت های ماده مانند موارد موجود در مراکز سیارات و ستارگان را امکان پذیر کرده و توانایی بررسی همجوشی هیدروژن را به عنوان یک منبع انرژی بالقوه فراهم ساخته است. انفجار مختصر انرژی، شرایط داخل یک دستگاه هسته ای مدرن را معادل ‎سازی می کند و راهی برای تأیید شبیه ‌سازی ها بدون آزمایش واقعی فراهم می نماید. میزان انرژی ۸۵ درصد بالاتر از سطح به دست آمده در مارس ۲۰۰۹ بود.

در ماه آگوست، مریخ ‌نورد کریوسیتی[۸] ناسا، لیزر را روی سنگی از مریخ هدف قرار داد و سنگ قطعه قطعه شد. در ماه سپتامبر، مریخ ‌نورد مأموریت دو ساله خود را شروع کرد. ابزارهای کریوسیتی از کریستال Nd: KGW برای تولید نور با ۱٫۰۶۷ میکرومتر استفاده می کرد. سپس نور از طریق تلسکوپ حرکت می کرد و در یک نقطه از فاصله ۱ تا ۷ متری متمرکز می شد. پالس های نوری تکرار‌شونده، تلی از سنگ ایجاد کرده و امکان استفاده از طیف سنجی فروشکست القایی لیزری و شناسایی ترکیب سنگ را فراهم می آورد.

مریخ نورد کریوسیتی سنگ را با لیزر شکافت و امکان طیف سنجی را برای تعیین ترکیب سنگ فراهم کرد.

۲۰۱۳

لیزرهای کاتوره ای، با وجود مزایای زیاد، اشکالاتی نیز دارند. به عنوان مثال، آنها دارای یک الگوی گسیل فضایی نامنظم و آشوبناک هستند. تیمی به سرپرستی استاد استفان روتر از دانشگاه فناوری وین یک طرح کنترل برای این مشکل ارائه کرد. محققان خاطر نشان کردند که ترکیب‌ بندی مواد گرانولی موجود در لیزر جهت گسیل را تعیین می کند زیرا نور در اثر جلو و عقب رفتن در میان ذرات تقویت می شود. محققان در شماره ماه ژوئیه Physical Review Letters گزارش دادند که پمپ کردن مواد به شکل غیر‌ یکنواخت که مطابق با این ترکیب ‌بندی باشد، می تواند برای تنظیم جهت گسیل استفاده شود و به این ترتیب عملکرد لیزر کاتوره ای مفیدتر گردد.

پالس های لیزری که به کابل های فیبر نوری سرازیر می شوند، اطلاعات جهان را حمل می کنند (همه چیز از معاملات مالی گرفته تا فیلم های سرگرم کننده گربه ها!). در مقاله ای در ماه دسامبر در Nature Communications، محققانی به نام های کامیل برس و لوک تونازاز از دانشگاه پلی تکنیک فدرال لوزان (EPFL) نشان دادند که چگونه می توان به اندازه ۱۰ پالس بیشتر در یک فیبر قرار داد. دانشمندان با مدوله کردن لیزر، پالس هایی با فرکانس هایی که شدت مساوی داشتند تولید کردند. آنها این پالس ها را به صورت مستطیل شکل درآورده و توانستند آنها را با فاصله کم و یا بدون فضای اتلافی در کنار هم قرار دهند.

تیمی از جمله بندیکت مایر و دیگران از دانشگاه فنی مونیخ، نمونه هایی از نانوسیم های لیزری را که در دمای اتاق، در محدوده نزدیک به فروسرخ منتشر می شود، رونمایی کردند. محققان در ماه دسامبر در Nature Communications گزارش دادند که در پیکربندی هسته-پوسته ساخته شده، نانوسیم ها هم نور تولید می کنند هم به عنوان موجبر عمل می کنند. آن ها خاطر نشان کردند که این نانوسیم ها می توانند به طور مستقیم روی تراشه های سیلیکانی رشد کنند، که این یک نکته مثبت است؛ اما به پمپاژ اپتیکی نیاز دارند، که البته این یک نکته منفی به شمار می رود، زیرا کاربردهای آن به دستگاه های تزریق الکتریکی نیاز دارند.

۲۰۱۴

یوری رزنکوف و الکساندر اشمیت (دو فیزیکدان) در مقاله ‎ای در Applied Optics  ماه اکتبر گزارش دادند که پرتابه ها (موشک ها) می توانند با نیروی لیزر بالا بروند. استفاده از کندوسوز لیزری[۹] از مدت ها قبل برای نیروی پیشران موشک پیشنهاد شده بود. در این روش، یک لیزر به سطح برخورد می کند و شعله ای از پلاسما ایجاد می شود که هنگام خروج، رانش ایجاد می کند. تجمیع کندوسوز لیزری با سیستم هدایت گاز به گونه ‎ای که شعله در نزدیکی دیواره های داخلی نازل های فضاپیما جریان یابد، سرعت خارج شدن شعله پلاسما را افزایش می دهد، در نتیجه رانش افزایش می یابد و باعث عملی تر شدن این روش می شود.

در ماه نوامبر، یک جهش بزرگ در دانش داده ها اتفاق افتاد. آژانس فضایی اروپا و سازمان های همکار از لیزرها برای انتقال یک گیگابیت داده بین یک ماهواره در مدار پایین و یکی دیگر در مدار  ژئوسین- کرونوس[۱۰] که فاصله ای در حدود ۴۵۰۰۰ کیلومتر دارد استفاده کردند. آن ها اذعان کردند که این طرح در آینده می تواند به ۷٫۲ گیگابایت بر ثانیه برسد. برای آنکه نسبت به گذشته ارتباط سریعتری اتفاق بیفتد، داده ها باید می توانستند سریع‌ تر بین ماهواره ها جریان پیدا کنند و در نهایت به زمین برسند. سیستم موجود در گذشته فقط می توانست به ایستگاه های طراحی شده در زمین، هنگامی که ماهواره در محدوده معینی بود داده منتقل کند. پیوند با ماهواره های زمین همگام[۱۱] این شکاف ها را از بین برد.

یک لیزر از تنریف، اسپانیا، به یک ماهواره در مدار مرتبط می شود و یک مسیر داده نوری را تشکیل می دهد (آژانس فضایی اروپا).

تیمی از آزمایشگاه ملی لارنسِ برکلی در ماه دسامبر گزارش هایی را در مورد رکورد جهانی جدیدی را با GeV 4.25، برای شتاب دهنده ذرات جمع و جور یا رومیزی[۱۲] گزارش داد. برای این کار از یک لوله ۹ سانتی متری استفاده شد، به این ترتیب که گرادیان انرژی که باعث شتاب الکترون ها می شود ۱۰۰۰ برابر بیشتر از شتاب ‌دهنده های ذرات سنتی بود. دانشمندان پالس های لیزر زیر پتاوات را به داخل پلاسما شلیک کردند. با نزدیک شدن به یک چهارم (۱۰^۱۵ یا یک میلیون میلیارد) وات، پالس های انرژی نور، الکترون ها را روی خود مانند تخته موج ‌سواری سوق می دهند، بنابراین آنها تا ۰٫۰۱% مانده به سرعت نور سرعت گرفتند.

آزمایش هایی با یک موجبر تخلیه مویرگی به طول ۹ سانتی متر که در شتاب دهنده لیزر آزمایشگاه برکلی (BELLA) به کار گرفته می شود. در این روش پرتوهای الکترونی در حد چند GeV ایجاد می شود. شعله پلاسما با عکاسی HDR برجسته تر ساخته شده است (آزمایشگاه ملی روی کالتشمیت و لارنس برکلی/ ۲۰۱۰ نمایندگان دانشگاه کالیفرنیا).

در تاریخ ۲۷ ژانویه سال ۲۰۱۴، دکتر چارلز هارد تاونز، که کار او در مورد گسیل تحریک شده منجر به ایجاد لیزر و فعال کردن صنعت فوتونیک شد، در ۹۹ سالگی درگذشت.

۲۰۱۵

در ماه مه سال ۲۰۱۵ تیمی به سرپرستی فیزیکدانان دانشگاه Texas A&M، برت هوکر، یک قطعه کاتوره ای کوچک دیگر به جعبه ابزار شگفت آور نوری اضافه کرد! محققان در گزارشی در CLEO 2015، از یک لیزر کاتوره ای رامان خبر دادند که چند نانوثانیه به طول انجامید و عرض طیفی در حدود ۰٫۱ نانومتر داشت. آزمایشات نشان داد پالس لیزر کاتوره ای رامان، چند نانوثانیه به طول انجامید و عرض طیفی در حدود ۰٫۱ نانومتر دارد. محققان با استفاده از این پالس ها، یک تصویر میکروسکوپی با قاب کامل، بدون اسپکل تولید کردند که حباب حفره زایی[۱۳] از ملانوزوم ها را نمایش می داد. ملانوزوم ها اندامک های موجود در سلولهای حیوانی هستند که محل سنتز، ذخیره سازی و انتقال رنگدانه ملانین جذب کننده نور به شمار می روند.

محققان آندرس کریستنسن و دیگران از دانشگاه فنی دانمارک در مقاله ای در Nature Nanotechnology در ماه دسامبر گزارش دادند که از چاپ لیزری بسیار کوچک که توسط چشم غیرمسلح دیده می شود برای رمزگذاری داده ها می توان استفاده نمود. آن ها از پرتوهای لیزر برای تغییر شکل ستون های با قطر ۱۰۰ نانومتر استفاده کردند و باعث شدند ستون ها هنگامی که مورد تابش قرار گرفتند، رنگ ایجاد کنند. دانشمندان از این امر برای بازتولید “مونا لیزا”یی به عرض ۵۰ میکرومتر، ۱۰،۰۰۰ بار کوچکتر از نسخه اصلی استفاده کردند. محققان ادعا کردند که از این پتانسیل برای ایجاد شماره سریال های کوچک یا بارکد و سایر اطلاعات استفاده می شود.

دو گروه به طور همزمان کارهایی را در Nano Letters (دانشگاه سنت اندروز) و Nature Photonics (دانشکده پزشکی هاروارد) در زمینه تحقیقات بر روی میکرو رزوناتورهای قابل بلع درون سلولها انجام دادند. این دانه ‎های پلاستیکی میکروسکوپی نور را با وادار کردن گردش در یک مسیر دایره ای در امتداد دور آنها، به تله می اندازند. این میکرو رزوناتورها هنگامی که توسط منابع نوری نانوژول پمپ اپتیکی می شوند، بدون آسیب رساندن به سلول، لیز می دهند. ترکیب طیفی میکرو لیزر برای هر سلول متفاوت است. محققان خاطر نشان کردند که این امر می تواند شکل های جدید ردیابی سلولی، حسگری درون سلولی و تصویربرداری انطباقی را برای هزاران، میلیون ها و به طور بالقوه برای میلیاردها سلول ایجاد کند.

تصور ذهنی یک هنرمند که نشان دهنده گروهی از سلولهای تبدیل شده به لیزرهای کوچک است. تصویر سلولی را به شکل برچسب بارکدی متمایز کرده است و به این ترتیب می توان برای ردیابی نوری غیرتماسی تعداد زیادی سلول در بازه زمانی طولانی از آن استفاده کرد (از دانشگاه سنت اندروز).

۲۰۱۶

در گردهمایی لیتوگرافی (چاپ سنگی یا طرح نگاری) پیشرفته SPIE در سن ژوزه کالیفرنیا که در ماه فوریه برگزار شد، سازنده ماشین های لیتوگرافی نیمه هادی ASML، اعلام کرد که بالاخره تکنولوژی لیتوگرافی فرابنفش شدید[۱۴] (EUV) به مرحله ظهور رسیده است. با وجود سال ها پیشرفت، فرآیند تولید ASML به علت نبود منبع نوری که به اندازه کافی درخشان باشد به تأخیر افتاد و در نهایت به سمت فناوری لیزر تولید کننده پلاسما روی آورد. در این روش یک لیزر مادون قرمز CO₂، یک پالس متمرکز را در یک قطره میکروسکوپی قلع مذاب مشتعل می کند، بعد از فیلتر کردن انفجار تابش، یک پالس نور با طول موج ۱۳٫۵ نانومتر یا EUV به ‎دست می آید. این فناوری و طول موج حاصل از آن، بسیار کوتاه تر از لیزرهای ماوراء بنفش UV با عمق ۱۹۳ نانومتر در محصولات نیمه هادی است و این کلیدی برای توسعه در حوزه تولیدات نیمه هادی است.

                       

 

این تصویر، خروجی طراحی شده از مسیر نوری کامل اسکنر EUV است که از طول موج ۱۳٫۵ نانومتر برای لیتوگرافی نیمه هادی استفاده می کند (سمت چپ). تصویر طراحی شده از یک منبع EUV، که در طول موج ۱۳٫۵ نانومتر برای چشم نامرئی است اما برای تولید نیمه هادی های پیشرفته بسیار حائز اهمیت است (سمت راست) (ASML).

محققان دانشگاه کاردیف، کالج دانشگاه لندن و دانشگاه شفیلد در شماره ماه مارس Nature Photonics اعلام کردند که لیزرهای نقاط کوانتومی بر روی سیلیکان رشد می کنند. این لیزرها که به صورت الکتریکی پمپ می شوند، در ۱۳۰۰ نانومتر ساطع می شوند و در دمای ۱۲۰ درجه سانتیگراد تا حداکثر ۱۰۰،۰۰۰ ساعت کار می کنند. به گفته این تیم، هدف از اجرای این پروژه یکپارچه سازی فوتونیک با الکترونیک سیلیکان بود.

در ماه سپتامبر، اتحادیه ستاره راهنمای لیزری[۱۵] رتبه سوم جایزه نوآوری Bertorth Leibinger 2016 را کسب کرد. تلسکوپ های مدرن برای رهایی از نوسانات جوی که ستارگان درخشان ایجاد می کنند، از اصلاح جبهه موج نوری استفاده می کنند. این امر موجب بهتر دیدن فضا می گردد. برای رسیدن به این دستاورد نیاز به ستاره های راهنما است که می توانند این اصلاح را ایجاد کنند. اگر هیچ ستاره ی راهنمایی قابل مشاهده نباشد، ستاره شناسان با استفاده از یک لایه سدیم در ارتفاع حدود ۹۰ کیلومتری آن ها را (با کمک لیزر) به صورت مصنوعی ایجاد می کنند. برای تلسکوپ بزرگی که در صحرای آتاکاما در شیلی مستقر است، اتحادیه ستاره راهنمای لیزری از تقویت رامان برای تولید پرتوی با طول موج مورد نیاز با شدتی بالاتر از توان ثبت شده W20، استفاده کرد. این تیم هشت سال برای توسعه این پروژه تلاش کردند و از لیزرهای دیود و فیبر استفاده نمودند.

چهار لیزر اتم های سدیم را برانگیخته می کنند و ستاره ای مصنوعی در ۹۰ کیلومتر بالاتر از جو زمین برای سیستم اپتیک تطبیقی تلسکوپ بسیار بزرگ رصدخانه جنوب اروپا ایجاد می کنند (منبع: رصدخانه جنوب اروپا).

۲۰۱۷

در ماه فوریه، آزمایشگاه پیشرانه جت ناسا در پاسادنا کالیفرنیا اعلام کرد که لیزرها می توانند به ارتباطات فضایی گشتاور “پهنای باند” بدهند. از زمان ظهور عصر فضا، رادیو یک روش استاندارد برای برقراری ارتباط است. در بهترین حالت ارتباطات آن در حدود چند مگابایت بر ثانیه فعال می شود. برای مثال سرعت انتقال رادیویی یک فضاپیما در مدار مریخ ۶ مگابیت بر ثانیه است که یک لیزر می تواند این سرعت را به ۲۵۰ مگابیت بر ثانیه برساند. مأموریت هایی که قرار است در سال های ۲۰۱۹ تا ۲۰۲۳ انجام شوند، این فناوری را مورد آزمایش قرار می دهند و تعیین می کنند که آیا لیزرها آینده ای در ارتباطات فضایی دارند یا خیر؟

از سال ۱۹۹۰ استفاده از لیزرهای فیبری عظیم الجثه در برنامه های کاربردی افزایش یافته است. نمونه ای از آن سلاحی است که توسط لاکهید مارتین برای ارتش آمریکا ساخته شده است. در آزمایشی که ماه مارس بر روی این سامانه انجام شد، یک پرتو منفرد با توان ۵۸ کیلووات تولید شد که برای لیزری از این نوع یک رکورد جهانی به حساب می آمد. براساس گزارش های منتشر شده، این لیزر با ترکیب چندین پرتو و عمل در نزدیکی حد پراش به آستانه ۶۰ کیلووات می رسد. همچنین سیستم این لیزر بسیار پربازده است و بیش از ۴۳٪ برق مصرفی را به نور تبدیل می کند.

خروجی طرح کامپیوتری یک طراح از سیستم تسلیحات لیزری ۶۰ کیلووات سوار شده بر یک خودروی سنگین از یگان خودروهای تاکتیکی ارتش ایالات متحده (منبع: لاکهید مارتین).

محققان دانشگاه سنت اندِروز، دانشگاه ورزبورگ و دانشگاه فنی درسدن با گرفتن برگی از طبیعت و وام گرفتن یک مولکول، یک لیزر پلاریتون با پروتئین فلورسنت خلق کردند. لیزرهای پلاریتون قبلی باید تا دمای برودتی خنک می شدند اما این لیزرهای جدید براساس پروتئین فلورسنت سبز ساخته شده بودند، ماده ای که باعث ساطع شدن نور سبز از عروس دریایی می شود. به گفته دانشمندان، این مولکول دقیقاً در ابعادی بود که حالت بهینه برای ایجاد تعادل بین عدم از بین رفت انرژی و خاموش شدن و همچنین قابلیت جادادن بیشترین تعداد مولکول در سلولهای نشر دهنده نور در عروس دریایی را به دست می داد. به گفته آنها، لیزر جدید می تواند یک منبع نوری زیست سازگار و قابل کاشت در بافت زنده باشد. محققان کار خود را در شماره ۱۶ آگوست Science Advances گزارش کردند.

 

شبیه سازی لیزر پلاریتون پروتئین فلورسنت در حال کار

۲۰۱۸

در ماه ژولای ۲۰۱۸ سیستم لیزر تأسیسات احتراق ملی (NIF) آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور به یک رکود جدید، ۱٫۲۵ میلی ژول، دست پیدا کرد. این مقدار ۱۰% از رکورد قبلی که در مارچ ۲۰۱۲ ثبت شده بود بیشتر بود.

ثبت رکورد جدید، ۱٫۲۵ میلی ژول توسط سیستم لیزر تأسیسات احتراق ملی آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور

در مقاله ای که در آگوست در Optica منتشر شد محققان انستیتوی ملی استاندارد و فناوری[۱۶] نشان دادند که با استفاده از فاصله یاب لیزری تجاری می توان تصاویر سه بعدی اشیاء را هنگام ذوب شدن در آتش مشاهده کرد. در این کار، محققان سطوح سه بعدی را روی تکه های شکلات و یک اسباب ‌بازی پلاستیکی با دقت ۳۰ میکرومتر از ابعاد دو متر اندازه گیری کردند. قابلیت اندازه گیری دقیق و ایمن سازه های سوزان در هنگام فروپاشی، می تواند در فهم روند تخریب و سپس بازسازی دوباره آنچه اتفاق افتاده مفید باشد.

محققان انستیتوی ملی استاندارد و فناوری نشان دادند که فاصله‎ یاب‌ لیزری می توانند “در میان شعله های آتش ببینند!” گواه این موضوع تصویر بالا است که از اسباب ‌بازی اسکلت پلاستیکی توانستند بسازند. فاصله یاب لیزری تصویر پیچیده سه بعدی اسکلت را گرفت و عمق را در تصویر با رنگ کاذب[۱۷] نشان داد. این پلاستیک بر خلاف تکه های شکلات در آتش ذوب نشد یا تغییر شکل نداد.

لیزرهای کاتوره ای در آینده کمتر تصادفی خواهند بود و علت آن روش های دست کاری نانو مقیاس است که مقاله آن در ماه سپتامبر در مجله Nature Communications منتشر شد. تیمی از دانشگاه فناوری تامپره فنلاند[۱۸]، کیس وسترن ریسرو اوهایو[۱۹] و دیگران نشان دادند که خروجی یک لیزر کاتور‌ه ای مبتنی بر یک محیط کریستال مایع می تواند با یک سیگنال الکتریکی هدایت شود. محققان خاطر نشان کردند که این قابلیت کنترل لیزرهای کاتوره ای را به کاربردهای عملی نزدیک تر می کند.

دانشمندان تأسیسات لیزر فوق سریع و ابر شدید شانگهای[۲۰] توجه خود را بر یک شات ۱۰ پتا وات که رکورد خودشان را دو برابر می کرد قرار دادند. رکورد قبلی آنها ۵٫۳ پتا وات (۱۰^۱۵) بود. در مقاله ای که در ماه نوامبر  Optics Letters منتشر شد، محقق ونکی لی و دیگران از پیشرفت های چشمگیر به سوی دستیابی به آستانه شدت گزارش دادند، با خروجی حدود ۳۴۰ ژول که مرکز آن در طول موج ۸۰۰ نانومتر قرار گرفته بود. وقتی که پرتو به اندازه یک پالس ۲۱ فمتوثانیه ای فشرده سازی شد، قله توان ۱۰٫۳ پتا وات تخمین زده شد. هدف رسیدن به نقطه ۱۰۰ پتاوات در حدود ۲۰۲۳ است. این سطح توان چنان بالاست که بتواند ماده را در فضای خالی خلق کند.

۲۰۱۹

محققان ام آی تی راهی برای استفاده از لیزر برای رساندن زمزمه ها به گوش شنوندگان مطرح کردند. دانشمندان طول موج ۱٫۹ میکرومتر لیزر تالیوم را استفاده کردند تا مولکولهای آب مجاور یک میکروفون را برانگیخته کنند به این ترتیب سیگنال‌ شنیدنی انتقال داده شد. این سیگنال حدوداً به اندازه صدای یک مکالمه عادی بلند بود. این روش می تواند امکان ارسال پیام های سرّی را با کاربردهای بالقوه در ارتش و تبلیغات داشته باشد. مقاله ای در ژانویه این سال در Optics Letters به این موضوع اختصاص یافت.

 

منبع

https://www.photonics.com/Articles/A_History_

[۱] Gartner

[۲] Vertical External Cavity Surface-Emitting Laser

[۳] Phocone

[۴] Green Fluorescent Protein

[۵] Yale University

[۶] Disordered materials: موادی مثل مایعات و شیشه‌ های سیلیکات که به آنها آمورف هم گفته میشود

[۷] Full-Field Microscopy

[۸] Curiosity

[۹] Laser Ablation

[۱۰] Geosyn- Chronous

[۱۱] Geosynchronous Satellites: همگام بودن سرعت گردش ماهواره و زمین

[۱۲] Tabletop

[۱۳] Cavitation

[۱۴] Extreme Ultraviolet

[۱۵] Laser Guide Star Alliance

[۱۶] National Institute of Standards and Technology: NIST

[۱۷] False Color

[۱۸] Finland’s Tampere University of Technology

[۱۹] Case Western Reserve in Ohio

[۲۰] Shanghai Superintense Ultrafast Laser Facility