A liquid laser that is robust in air and tunable by wind
Un laser liquide et robuste dans l'air et accordable par le vent
par l'Université de Tsukuba
PHOTO/édit : NotjungCG/Shutterstock
Des scientifiques du Centre de recherche de Tsukuba pour la science des matériaux énergétiques de l'Université de Tsukuba ont démontré une méthode simple pour produire des microgouttelettes liquides ioniques qui fonctionnent comme des lasers flexibles, durables et réglables pneumatiquement. Contrairement aux "lasers à gouttelettes" existants qui ne peuvent pas fonctionner sous atmosphère, ce nouveau développement peut permettre d'utiliser des lasers dans des environnements quotidiens.
Les plantes de lotus sont appréciées pour leur beauté et ont une propriété autonettoyante remarquable. Au lieu de s'aplatir à la surface d'une feuille de lotus, les gouttelettes d'eau formeront des sphères presque parfaites et rouleront, emportant la poussière avec elles. Cet "effet lotus" est causé par des bosses microscopiques dans la feuille. Maintenant, une équipe de chercheurs de l'Université de Tsukuba a profité d'un effet de lotus artificiel pour créer des gouttelettes liquides qui peuvent agir comme des lasers, tout en restant stables jusqu'à un mois.durant Les "lasers à gouttelettes" actuellement disponibles ne peuvent pas être utilisés dans des conditions ambiantes, car ils s'évaporent simplement à moins qu'ils ne soient enfermés dans un conteneur.
Dans cette nouvelle recherche, un liquide ionique appelé tétrafluoroborate de 1-éthyl-3-méthylimidazolium (EMIBF4) a été mélangé à un colorant qui lui permet de devenir un laser. Ce liquide a été choisi car il s'évapore très lentement et possède une tension superficielle relativement importante. Ensuite, un substrat de quartz est recouvert de minuscules nanoparticules de silice fluorée pour que la surface repousse les liquides. Lorsque l'EMIBF4 est déposé dessus à partir d'une pipette, les minuscules gouttelettes restent presque complètement sphériques. Les chercheurs ont montré que la goutte pouvait rester stable pendant au moins 30 jours.
"Les propriétés morphologiques et optiques souhaitées de la gouttelette ont été prédites par des calculs mathématiques pour rester même lorsqu'elles sont exposées à la convection de gaz", explique le premier auteur, le professeur Hiroshi Yamagishi.
La forme et la stabilité contre l'évaporation permettent à la gouttelette de maintenir une résonance optique lorsqu'elle est excitée avec une source de pompage laser. Le soufflage d'azote gazeux peut déplacer les pics laser dans la plage de 645 à 662 nm en déformant légèrement les formes des gouttelettes.
"Il s'agit, à notre connaissance, du premier oscillateur laser liquide qui est réglable de manière réversible par les convections de gaz", déclare le professeur Yamagishi.
La gouttelette laser peut également être utilisée comme capteur d'humidité ou détecteur de flux d'air très sensible. Les chercheurs ont ensuite utilisé un appareil d'impression à jet d'encre commercial équipé d'une tête d'impression pouvant fonctionner avec un liquide visqueux. Les réseaux imprimés de gouttelettes laser ont fonctionné sans nécessiter de traitement supplémentaire.
Les résultats de cette recherche indiquent que la production est hautement évolutive et facile à réaliser, de sorte qu'elle peut être facilement appliquée à la fabrication de capteurs ou de dispositifs de communication optique peu coûteux. Cette recherche pourrait mener à de nouveaux détecteurs de flux d'air ou à des communications par fibre optique moins coûteuses.
L'étude est publiée dans la revue Laser & Photonics Reviews.
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COMMENTAIRES
En tant qu'ancien utilisateur des lasers argon krypton et hélium néon je suis étonné de pareils développements ....mais j atteds toujours les lasers X à trés forte puissance !
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More information: Hiroshi Yamagishi et al, Pneumatically Tunable Droplet Microlaser, Laser & Photonics Reviews (2023). DOI: 10.1002/lpor.202200874
Provided by University of Tsukuba
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