Būtu planētu zinātnieka sapnis reāllaikā skatīties no attālināta rovera objektīviem, skatoties citplanētiešu ainavā tā, it kā viņa patiesībā atrastos uz planētas virsmas, bet pašreizējie radio raidītāji to nevar. apstrādājiet joslas platumu, kas nepieciešams video plūsmai vairāku miljonu jūdžu attālumā. Jaunā tehnoloģija, ko nesen patentējuši Ročesteras universitātes zinātnieki, tomēr var padarīt iespējamu tādas programmas kā Marsa video padeve, izmantojot radiotehnoloģijas vietā lāzerus. Īpašie režģi šķiedru lāzera stiklā praktiski novērš kaitīgo izkliedi, kas ir galvenais šķērslis lieljaudas šķiedru lāzeru meklējumos.
? Mēs izmantojam lāzerus visā, sākot no telekomunikācijām un beidzot ar modernu ieroču ražošanu, bet, kad mums vajadzīgs lieljaudas lāzers, mums nācās atteikties no vecām, neefektīvām metodēm ,? saka Govind Agrawal, Ročesteras universitātes optikas profesors. "Mēs tagad esam parādījuši neticami vienkāršu veidu, kā izgatavot lieljaudas šķiedru lāzerus, kuriem ir milzīgs potenciāls."
Noņemot vienu no galvenajiem šķiedru lāzeru un šķiedru pastiprinātāju ierobežojumiem, Agrawal ļāva tiem aizstāt tradicionāli jaudīgākos, bet mazāk efektīvos un sliktākās kvalitātes tradicionālos lāzerus. Pašlaik nozares metālu metināšanai vai griešanai un sīku detaļu apstrādei izmanto oglekļa dioksīdu un diožu sūknētus cietvielu kristālu lāzerus, bet šāda veida lāzeri ir apjomīgi un grūti atdzesējami. Turpretī jaunākā alternatīva - šķiedru lāzeri - ir efektīva, viegli atdzesējama, kompakta un precīzāka. Tomēr šķiedru lāzeru problēma ir tā, ka, palielinoties to jaudai, pati šķiedra sāk radīt pretvirzienu, kas efektīvi izslēdz lāzeru.
Agraval strādāja pie tā, lai novērstu pretreakciju, ko izraisa stāvoklis, ko sauc par stimulētu Brillouin izkliedi. Kad pietiekami liela jauda gaisma pārvietojas pa šķiedru, pati gaisma maina šķiedras sastāvu. Gaismas viļņi liek stikla šķiedras zonām kļūt arvien blīvākām, it īpaši, ja ceļojošais kāpurs riņķo uz augšu un paplašina savu ķermeni, pārvietojoties tam. Lāzera gaismai pārejot no augsta blīvuma apgabala uz zemu blīvuma apgabalu, tā tiek izkliedēta tāpat kā salmu attēls, noliecoties stiklā, starp gaisu un ūdeni. Palielinoties lāzera jaudai, difrakcija palielinās, līdz tā vietā, lai pareizi nolaistu šķiedru, tā atspoguļo lielu daļu lāzera gaismas atpakaļ virzienā uz pašu lāzeru.
Diskusijā ar Hojoonu Lī, viesprofesoru no Korejas, Agravals domāja, vai šķiedras iekšpusē iegravētie režģi varētu palīdzēt apturēt pārdomu problēmu. Režģi var būt izveidoti tā, lai tie darbotos kā sava veida divvirzienu spogulis, kas darbojas gandrīz tieši tāpat kā sākotnējā problēma, tikai atspoguļo gaismu uz priekšu, nevis atpakaļ. Izmantojot jauno, vienkāršo dizainu, lāzera gaisma atlaida šķiedru caur režģiem, un daļa no tā atkal rada blīvuma izmaiņas, kas atspoguļo daļu gaismas atpakaļgaitā? Bet šoreiz režģu sērijas vienkārši atlec no atpakaļejošā atstarojuma atkal uz priekšu. Neto rezultāts ir tāds, ka šķiedru lāzers var nodrošināt lielāku jaudu nekā jebkad agrāk, konkurējot ar parastajiem lāzeriem un padarot iespējamas lietojumprogrammas, kuras parastie lāzeri nevar veikt, piemēram, liela joslas platuma lāzera komunikācija ar planētu roveru vairāku miljonu jūdžu attālumā.
Kad lāzera stars pārvietojas starp planētām, tas izkliedējas un izkliedējas tik daudz, ka līdz brīdim, kad staru kūlis no Marsa sasniegs mūs, tā platums būtu lielāks par 500 jūdzēm, padarot neticami grūti iegūt uz staru kodēto informāciju. Šķiedru lāzers ar spēju piegādāt vairāk enerģijas, palīdzētu uztveršanas stacijām sniegt intensīvāku signālu darbam. Turklāt Agraval tagad sadarbojas ar NASA, lai izstrādātu lāzera sakaru sistēmu, kuras sākums būtu mazāks. ? Mēs ceram, ka tā vietā, lai iegūtu gaismu, kas izkliedējas 500 jūdzes, varbūt mēs varam iegūt tādu, kas izplata tikai jūdzi vai arī tā ,? saka Agraval. Šī lāzera jaudas koncentrācija mums daudz atvieglotu liela joslas platuma signālu saņemšanu no tāla rovera.
Daudzi cilvēki izmanto šķiedru lāzerus, lai aizstātu parastos lāzerus, sākot ar militāriem spēkiem un beidzot ar Ročesteras Universitātes pašu Omega lāzeru lāzera enerģētikas laboratorijā (LLE), kas ir visspēcīgākais ultravioletais lāzers pasaulē. Agravals strādās ar LLE zinātniekiem, lai jauno režģu sistēmu varētu ieviest jaunajā Omega šķiedru lāzera sistēmā.
Oriģinālais avots: Ročesteras Universitātes jaunumu izlaidums
