March 20, 2018, secondo l'Optical Society of America, ricercatori riportata per la prima volta entro la fibra ottica, cattura otticamente e ispirano un nuovo laser ad alta velocità micro-propagazione può essere altamente sensibile centimetro particelle basato sul laser lungo la lunghezza della fibra Misura della temperatura e può fornire un nuovo modo per trasmettere con precisione la luce a luoghi lontani e difficili da raggiungere.
'Questo elevato in vivo microlaser trasmissione potenziale estremamente leggero.' Tedesco Max Planck per Optical Sciences Richard Zeltner detto 'fibra ottica inserito attraverso la pelle, il microlaser può fornire una lunghezza d'onda adatta, luce applicata al posizionamento accurato farmaco fotosensibile. questo concetto può essere applicato anche a disposizione un'apparecchiatura di un chip di luce-fluidico, fornendo una sorgente di luce avente una risoluzione elevata spaziale di misurazione della temperatura del circuito integrato, o una varietà di tecniche analitiche biologici. 'otticamente rivista 'Optical Society'(OSA) , condotto da ricercatori Philip St.J. Russell riferito che ad alta velocità micro laser può essere sensore di posizione sensibile alla temperatura per misurare la risoluzione spaziale dell'ordine di millimetri. questo esempio dimostra l'utilità di microlaser alta velocità distribuito aspetto rilevamento E misurazioni continue in tempo reale lungo la direzione della fibra.
trasmissione ad alta velocità si riferiscono microlaser una modalità galleria acustica risonatore, che è una limitazione di piccole particelle e migliorare certe lunghezze d'onda della luce. Il nome deriva da tale fenomeno, cioè l'onda ottico lungo la superficie interna curva delle particelle allargata, come il suono delle onde si propagano in una galleria sussurrando come la Cattedrale di Paul, in modo che l'altro lato della galleria sente chiaramente un sussurro.
'Questa è la prima volta sussurrando modalità galleria risonatore distribuito dimostrazione sensing,' detto Zeltner, 'Questo metodo unico per il rilevamento e misura decentrate proprietà fisiche di alta valutazione remoto risoluzione spaziale apre molte nuove possibilità. Ad esempio, è utile per il rilevamento della temperatura in ambienti difficili.
Realizzazione di laser di trasmissione ad alta velocità
Una parte fondamentale di microlaser trasmissione ad alta velocità è un particolare tipo di fibra, noto come tamburato fibra a cristalli fotonici. Come suggerisce il nome, a differenza delle fibre di vetro solidi convenzionali, tale regione del nucleo della fibra ottica è parte vuota. Porzione centrale della cavità è vetro rivestimento microstruttura, la microstruttura vetro può confinare la luce all'interno della fibra.
'Per un lungo periodo di tempo, il nostro gruppo di ricerca ha sviluppato particelle trappola ottica necessaria tecnico tamburato fotonico fibra a cristalli' R & D collaboratori Shangran Xie detto.' In questo nuovo lavoro, si può applicare questa tecnologia non solo per catturare una particella, ma rende anche possibile realizzare una telerilevamento laser in fibra di '.
Una modalità galleria acustica trasmissione nucleo cavo in fibra ottica lungo la particella, fibra incorporato metallo scanalatura a V per realizzare il riscaldamento. Inizialmente solo un fascio limitato di fibre ottiche introdotte nel raggio laser dalla fibra ottica sinistra dopo circa 37 secondi ed il secondo fascio laser è limitata introducendo il diritto dal fascio di fibre ottiche, e interrompe la trasmissione in modo che le particelle intrappolate nel centro della scanalatura a forma di V.
Per realizzare microlaser trasmissione ad alta velocità, laser incidente ricercatori nucleo vuoto riempito con acqua per catturare le particelle otticamente differenza dei laser convenzionali per il materiale, come particelle fini comprendono anche mezzo di guadagno. I ricercatori utilizzando il secondo fascio questo mezzo eccitazione guadagno laser, causando l'emissione di particolato o lasing. la posizione delle particelle nella fibra è controllata dalla forza intrappolamento ottico generato da laser o dal flusso di acqua all'interno della regione del nucleo.
rilevamento preciso della temperatura
Per testare i nuovi cambiamenti di temperatura sistema di percezione, i ricercatori particolato avanzare lungo il laser riscaldato oltre la temperatura ambiente per 22 gradi due regioni della fibra ottica misurando lo spostamento quando il micro laser passa attraverso la lunghezza d'onda laser a fibra emessa dalle particelle fini, accuratamente rilevare un cambiamento nel sensore di temperatura rileva una variazione di temperatura è inferiore a 3 gradi, e fornisce una risoluzione spaziale di alcuni millimetri.
'Risoluzione spaziale di tale sensore distribuito è limitato dalle dimensioni della particella.' Zeltner, ha detto 'Questo significa che possiamo ottenere una piccola risoluzione spaziale di alcuni micron ad oltre un campo di misura lungo, la distribuzione di altri tipi di sensore di temperatura rispetto a, che è un grande vantaggio del nostro sistema '.
Ricercatori utilizzando velocimetria laser Doppler, determinata durante l'esperimento, le particelle si muovono ad una velocità di 250 micron al secondo. Si dice che l'uso di aria invece di fibre ottiche piene d'acqua può aumentare la velocità di avanzamento all'ordine di centimetri al secondo o anche di metri.
Sebbene le particelle usate negli esperimenti a causa di photobleaching, con conseguente perdita di capacità di stimolare in circa un minuto dopo, ma i ricercatori detto particelle hanno diversi materiali di guadagno possono risolvere questo problema. Sono anche verificando se contemporaneamente manipolare multipli fibra ottica interna microlaser, e lo schema di rivelazione della posizione delle particelle è migliorata.
'Con la commercializzazione di fibra a cristalli fotonici cava per accelerare, questo sistema è diventato tutta la tecnologia necessaria per sensori pratici già,' detto Zeltner.
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