Опубликованные в журнале Optics Letters, исследователи из Института фотоники и перспективного зондирования при университете и Школы химии и физики описывают, как им удалось произвести в 25 раз больше светового излучения, чем другие лазеры, работающие на той же длине волны, что открывает новые возможности. способ обнаружения очень низких концентраций газов.
«Этот лазер имеет значительно большую мощность и намного более эффективен, чем другие лазеры, работающие в этом диапазоне частот», – говорит Ори Хендерсон-Сапир, доктор философии. «Используя новый подход, мы смогли преодолеть значительные технические препятствия, которые не позволяли волоконным лазерам производить достаточную мощность в среднем инфракрасном диапазоне."
Новый лазер работает в среднем инфракрасном диапазоне частот – в том же диапазоне длин волн, где многие важные углеводородные газы поглощают свет.
«Зондирование этой области электромагнитного спектра с помощью достигнутой нами высокой мощности означает, что мы сможем обнаруживать эти газы с высокой степенью чувствительности», – говорит руководитель проекта д-р Дэвид Оттэуэй. «Например, он должен дать возможность анализировать следовые газы в выдыхаемом воздухе в кабинете врачей."
Исследования показали, что при различных заболеваниях в дыхании можно обнаружить небольшое количество газов, которые обычно не выдыхаются; например, ацетон может быть обнаружен в дыхании, когда кто-то болен диабетом.
Другие потенциальные применения включают обнаружение в атмосфере метана и этана, которые являются важными газами для глобального потепления.
«Основным ограничением лазерного обнаружения этих газов на сегодняшний день является отсутствие подходящих источников света, которые могут производить достаточно энергии в этой части спектра», – говорит д-р Оттавей. "Немногочисленные доступные источники обычно дороги и громоздки и поэтому не подходят для широкого использования."
В новом лазере используется оптическое волокно, с которым проще работать, оно менее громоздко и более портативно, а производство гораздо более экономично, чем другие типы лазеров.
Исследователи, в число которых также входит Заслуженный профессор экспериментальной физики Джеспер Мунк, сообщили об испускании света в 3 раза.6 микрон – самое глубокое излучение в средней инфракрасной области волоконного лазера, работающего при комнатной температуре. Они также показали, что этот лазер обещает эффективное излучение в широком спектре длин волн от 3.3-3.8 микрон.
«Это означает, что он обладает невероятным потенциалом для сканирования ряда газов с высоким уровнем чувствительности и имеет большие перспективы в качестве очень полезного диагностического и сенсорного инструмента», – говорит д-р Оттавей.
Это исследование было поддержано правительством штата через Фонд научных исследований Премьера (PSRF).