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格雷森張珂:探索超快激光奧秘 未來超乎想象

cici 來源:互聯網2017-12-06 我要評論(0 )   

內(nei) 容摘要激光的出現大大改變了人類對自然界的認知能力,由於(yu) 它極高的能量密度可以改變物質的正常狀態,為(wei) 許多行業(ye) 提供了嶄新的技

激光的出現大大改變了人類對自然界的認知能力,由於(yu) 它極高的能量密度可以改變物質的正常狀態,為(wei) 許多行業(ye) 提供了嶄新的技術發展與(yu) 創新的機會(hui) 。隨著激光技術飛速發展,超快激光因具備獨特的超短脈衝(chong) 、超強特性,以及能以較低的脈衝(chong) 能量獲得極高的峰值光強的優(you) 異特質,成為(wei) 了目前最為(wei) 先進的激光技術。

武漢格雷森實業(ye) 有限公司首席技術官張珂在高穩定性超快光纖激光器技術領域獲得了極高的成就,她研發的超快光纖激光器達到皮秒甚至是飛秒級別,為(wei) 工業(ye) 加工、醫院、信息、科研等多個(ge) 領域的技術進步提供了先進的技術支持。近日,張珂接受了記者的專(zhuan) 訪,介紹了超快激光的先進之處,以及其在各領域中的應用情況。

記者:超快激光被認為(wei) 是目前最先進的激光技術這一,請問它的先進之處體(ti) 現在哪些方麵呢?

張珂:可以說是目前最為(wei) 前沿的激光技術,它具有超高的功率值和功率密度,激光脈衝(chong) 持續時間可以縮短到皮秒甚至是飛秒量級,能夠聚焦到微米尺度的空間區域進行作業(ye) ,開創了材料超精細、低損傷(shang) 的加工新領域。由於(yu) 皮秒乃至飛秒量級的脈衝(chong) 持續時間,遠小於(yu) 材料中受激電子通過轉移、轉化等形式的能量釋放時間,能量來不及釋放該脈衝(chong) 已經結束,避免了熱量轉換及熱擴散,加工過程中大大減少了被加工區域對周圍材料的影響,實現了真正意義(yi) 上的激光冷加工;超快激光具有快速和高分辨率特性,它在病變早期診斷、醫學成象和生物活體(ti) 檢測、外科醫療手術方麵都有其獨特的優(you) 點和不可替代的作用;在科學研究方麵,脈衝(chong) 持續時間隻有飛秒量級的超快激光為(wei) 化學和生物動力學研究提供了極高的時間分辨率,也為(wei) 快速反應學研究提供了便利。

記者:您在超快激光技術方麵取得了卓越的成就,研發出一係列的技術產(chan) 品,並應用於(yu) 多個(ge) 領域,請問這些產(chan) 品的應用情況如何呢?

張珂:我與(yu) 公司技術團隊將光纖激光發生與(yu) 超快激光技術相結合,研發出高穩定性的全波段超快光纖激光器,這種激光器在波長上可分為(wei) 1微米、1.5微米和2微米,實現了近—中紅外常用波段的全麵覆蓋。該係列產(chan) 品在激光微加工中充分利用了超快激光的優(you) 異特質,適度的激光能量作用在材料表麵,通過打斷材料的化學鍵而實現材料去除目的,整個(ge) 加工過程幾乎不產(chan) 生熱量,材料也不會(hui) 因熱量過高而被損傷(shang) 。利用超快光纖激光器,可使加工後的材料無熱擴散、無微裂紋、無熔融區域,切麵整齊、外形美觀。此外,超快光纖激光器還能夠實現在微納米尺度內(nei) 作業(ye) ,對材料結構進行修飾、設計,滿足了眾(zhong) 多高精尖產(chan) 品的加工需求。在醫療方麵,我研發的2微米超快光纖激光器在一些外科手術中發揮著重要作用。該激光器對肝、胃、結腸等軟組織的切割效果非常理想,強大的激光能量瞬間被水吸收後會(hui) 產(chan) 生強烈的汽化切割效應,激光切割能力大大提高,因此在實施去除軟、硬、增生組織的手術中,是目前最好的切割方法。同時,2微米激光具有獨特的凝血作用,在手術中可以實現良好的止血功能,可大大提高手術的安全性,縮短手術及術後恢複的時間,減少了患者的痛苦。

記者:以目前的技術來說,人類對超快激光隻完成了一小部分的探索,請問未來超快激光技術將會(hui) 如何發展呢?

張珂:超快激光在與(yu) 物質的相互作用過程中,隨著激光強度的不斷提高,各種非線性效應不斷增強,並且周期量級超短激光脈衝(chong) 失去了波動現象所特有的周期性特征,從(cong) 而導致一係列全新的物理現象與(yu) 規律。這為(wei) 我們(men) 的研究提供了多種新的新的思路和實驗手段,可應用於(yu) 相幹控製、非線形光學以及新近興(xing) 起的亞(ya) 周期電子波包的控製等領域。此外,超強超快激光與(yu) 團簇、高溫高密度等離子體(ti) 、自由電子等特殊形態物質的相互作用也逐漸引起了科研人員的注意,成為(wei) 了新的研究方向,這不僅(jin) 將大大拓寬各學科領域的縱深發展,也將為(wei) 相關(guan) 重要高技術領域的創新發展提供新方案。未來,超快激光的發展將超乎人們(men) 的想象。

 

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