inkMacSystemFont, "font-size:16px;text-align:justify;background-color:#FFFFFF;"> 實現利用納米粒子來增加功率，同時提高光纖激光器對眼睛安全性！科學家們(men) 設計了一種新的方法，可以利用納米粒子製造出更有效、更安全的強激光。光學材料和器件部門負責人Jas S. Sanghera說：用的是“稀土離子摻雜光纖”，簡單地說，這是激光泵送二氧化矽纖維，已經注入了稀土離子鈥。據，新工藝已經達到了85%的效率。摻雜隻是意味著把稀土離子放入纖維的核心，所有的作用都發生在那裏。

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inkMacSystemFont, "font-size:16px;text-align:justify;background-color:#FFFFFF;"> 這就是新研究創造世界紀錄效率的方式，也是我們(men) 製造高能量、對眼睛更安全的激光器所需的。根據光學材料與(yu) 器件分部的化學家科林·貝克的研究，激光激射過程依賴於(yu) 泵浦源（通常是另一種激光）激發稀土離子，然後稀土離子發射光子，產(chan) 生高質量的光，以達到理想的激光激射波長。但是，這個(ge) 過程是有代價(jia) 的，不是100%有效的，輸入的是泵浦能量，而不是想要的波長高質量光，在想要的特定波長下，會(hui) 產(chan) 生更高質量的光。但剩餘(yu) 的能量沒有轉化為(wei) 激光，而是被浪費掉，轉化為(wei) 熱能。

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inkMacSystemFont, "font-size:16px;text-align:justify;background-color:#FFFFFF;"> 能量的損失最終限製了功率縮放和激光的質量，這使得效率變得尤為(wei) 重要。在納米粒子“摻雜劑”的幫助下，可以用2微米波長的激光達到85%效率，這被認為(wei) 是一個(ge) “對眼睛更安全”的波長，而不是傳(chuan) 統的1微米波長。當然，對於(yu) 人眼來說，沒有一種激光是安全的。這種危險來自於(yu) 在激光手術過程中，散射光有可能反射到眼睛裏。100千瓦的激光以1微米的速度工作，散射的光會(hui) 對視網膜造成嚴(yan) 重損害，導致失明。然而，在波長超過1.4微米的情況下使用，對眼睛更安全的激光，散射光的危險大大降低。

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inkMacSystemFont, "font-size:16px;text-align:justify;background-color:#FFFFFF;"> 納米粒子摻雜還解決(jue) 了其他幾個(ge) 問題，比如它可以保護矽中的稀土離子。在2微米時，二氧化矽的玻璃狀結構可以減少稀土離子的光輸出。納米粒子摻雜還可以將稀土離子彼此分離，這是有幫助的，因為(wei) 將它們(men) 緊密地包裹在一起也可以減少光的輸出。使用鐿摻雜劑的傳(chuan) 統激光器工作在1微米時，幾乎不受這些因素的影響。解決(jue) 方案是一些非常聰明的化學方法，將鈥溶解在由黃褐斑、氧化鑭或氟化鑭組成的納米粉末中，為(wei) 稀土離子創造一個(ge) 合適的晶體(ti) 環境。利用桶狀化學合成這種納米粉體(ti) 是降低成本的關(guan) 鍵。

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inkMacSystemFont, "font-size:16px;text-align:justify;background-color:#FFFFFF;"> Sanghera團隊最初為(wei) 之前的一個(ge) 項目合成了這種納米顆粒粉末，其顆粒通常小於(yu) 20納米，比人的頭發小5000倍。此外，必須能夠成功地將這些納米粉末摻雜到二氧化矽纖維中，其數量足以實現lasing。在光學材料與(yu) 設備分部，Sanghera科學家團隊正在使用一個(ge) 房間大小的玻璃加工車床，在那裏，最終成為(wei) 纖維的玻璃將被氟氣體(ti) 淨化，用吹塑火炬成型，並注入納米顆粒混合物——科學家們(men) 稱之為(wei) “納米顆粒漿液”。其結果是一種稀土離子摻雜的一英寸直徑的玻璃棒，或“光學預製件”。

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inkMacSystemFont, "font-size:16px;text-align:justify;background-color:#FFFFFF;"> 科學家們(men) 使用了一個(ge) 纖維拉製係統（一個(ge) 巨大的塔，它占據了兩(liang) 個(ge) 大房間和兩(liang) 層樓的高度）用熔爐軟化預製體(ti) ，並拉長它，這個(ge) 過程類似於(yu) 把太妃糖拉製成一根頭發那麽(me) 細的光纖，然後纏繞在一個(ge) 大紡錘上。Sanghera團隊已經為(wei) 這一過程提交了專(zhuan) 利申請，為(wei) 這種新型特種光纖激光器設想的潛在應用包括用於(yu) 國防、電信、甚至焊接和激光切割的大功率激光器和放大器。從(cong) 根本上看，整個(ge) 過程在商業(ye) 上是可行的，這是一個(ge) 低成本的過程，使粉末，並納入到纖維，這一過程與(yu) 製造電信光纖非常相似。