Investigadores de la Universidad Tecnológica de Toyohashi y sus colegas han fabricado el primer láser con interruptor Q magnetoóptico MO. A diferencia de los efectos electroóptico EO y acústico-óptico AO, los efectos MO no se habían utilizado previamente enLáseres de conmutación Q, a pesar de que también son fenómenos muy conocidos. El láser de conmutación Q MO fabricado contribuye al desarrollo de láseres compactos de alta potencia.
El concepto "Industria 4.0", introducido por primera vez por el gobierno alemán, ha ampliado recientemente el alcance de las aplicaciones láser compactas de alta potencia a, por ejemplo, fabricación de láser, desarrollo de motores de vehículos o sistemas de propulsión para exploración espacial.
Sin embargo, la integración de un interruptor Q controlable en láseres compactos de estado sólido ha sido un desafío debido a los mecanismos de los efectos EO y AO. Además, los interruptores Q anteriores necesitaban una fuente de alimentación de gran tamaño, lo que impedía la reducción de escala delsistema entero.
Ahora, los investigadores de la Universidad Tecnológica de Toyohashi, la Universidad Estatal de Iowa y el Instituto de Ciencia Molecular han desarrollado por primera vez un láser con interruptor Q magnetoóptico MO, utilizando una película de granate magnético de 190 micras de espesor conDominios magnéticos en forma de laberinto. Utilizaron bobinas y circuitos personalizados para generar el campo magnético pulsado que se aplicará al granate magnético, y generaron con éxito una salida óptica con un ancho de pulso de decenas de nanosegundos. Esta es la primera demostración de unEl láser de conmutación Q impulsado por movimientos de dominio magnético, y también la primera evidencia de la posibilidad de un láser de conmutación Q integrado. "El dispositivo era dos órdenes de magnitud más pequeño que otros interruptores Q controlables informados", comentó el profesor asociado Taira.
"La parte más difícil de realizar el cambio Q de MO fue combinar tres técnicas / campos diferentes: la preparación de un material magnético, la fabricación de un interruptor de campo magnético de alta velocidad y la construcción de una cavidad láser", explicóDoctorando candidato Ryohei Morimoto.
Según el primer autor, el profesor asistente Taichi Goto, "no hay informes previos de interruptores Q de MO que utilicen granates delgados. Esta es seguramente la primera demostración, y también se convierte en un primer paso importante en el desarrollo de un sistema integrado-power laser "
"Disfrutamos de nuestra colaboración y aprendemos unos de otros", dijo la profesora Mina Mani. "Además, esperamos no solo avanzar en la investigación y crear y perseguir nuevos desafíos, sino también usar la ciencia y la tecnología para hacer un mundo mejor para todos."
Además, los investigadores encontraron una técnica de polarización única que utiliza el magnetismo para disminuir la energía eléctrica necesaria para la conmutación Q. Cuando se colocó un imán permanente en forma de anillo cerca del granate magnético, pudieron generar el mismo pulso ópticoen el láser MO con interruptor Q que usa siete veces menos energía eléctrica. Este resultado mostró que este interruptor Q no necesita una fuente de alimentación grande para funcionar, lo que significa que se puede esperar una reducción drástica drástica. El equipo de investigación desearía que sus futuros estudios seanútil para usuarios de láser de todo el mundo y para ayudar en el establecimiento de nuevas industrias.
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Materiales proporcionados por Universidad de Tecnología de Toyohashi . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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