科學家開發出一種新型激光器，可以在很短的時間內(nei) 產(chan) 生大量能量，在眼科和心髒手術或精細材料工程中具有潛在的應用價(jia) 值。悉尼大學光子學和光學科學研究所所長馬提金·德·斯特克教授說：這種激光器的特性是，當脈衝(chong) 持續時間減少到萬(wan) 億(yi) 分之一秒以下時，能量也可以“瞬間”達到峰值，這使得它成為(wei) 處理需要短而強大脈衝(chong) 材料的理想候選者。

一種應用可能是角膜手術，這依賴於(yu) 輕輕地將物質從(cong) 眼睛中移除，這需要不會(hui) 加熱和損害表麵強而短的光脈衝(chong) ，其研究成果發表在《自然光子學》期刊上。科學家通過回歸一種在電信、計量學和光譜學中常見的簡單激光技術，取得了這一顯著結果。這些激光器使用一種稱為(wei) “孤立子”波的效應，這是一種在很長距離內(nei) 保持形狀的光波。孤立子在19世紀初首次被發現，然而它不是在光中發現的，而是在英國工業(ye) 運河的水波中發現。

來自物理學院的主要作者Antoine Runge博士說：光中的孤立子波，保持其形狀的事實，意味著它們(men) 在包括電信和光譜分析在內(nei) 的廣泛應用中都極好。然而，盡管產(chan) 生這些孤立子的激光器很容易製造，但它們(men) 不會(hui) 帶來太大的衝(chong) 擊力。要產(chan) 生製造中使用的高能光脈衝(chong) ，需要完全不同的物理係統。該研究的合著者、美國諾基亞(ya) 貝爾實驗室的矽光子學負責人Andrea Blanco-Redondo博士說：孤立子激光是實現這些短脈衝(chong) 最簡單、最具成本效益和最強大的方法。然而，到目前為(wei) 止，傳(chuan) 統的孤立子激光還不能提供足夠的能量，新研究有可能使孤立子激光在生物醫學應用中發揮作用。這項研究建立在悉尼大學光子學和光學科學研究所團隊早先建立的研究基礎上，該研究所於(yu) 2016年發表了對純四階孤子的發現。

激光物理中的新定律

在普通孤子激光器中，光的能量與(yu) 其脈衝(chong) 寬度成反比，由方程E=1/τ證明，如果把光的脈衝(chong) 時間減半，就會(hui) 得到兩(liang) 倍的能量。使用四次孤立子，光的能量與(yu) 脈衝(chong) 持續時間的三次冪成反比，即E=1/τ3。這意味著如果脈衝(chong) 時間減半，它在這段時間內(nei) 傳(chuan) 遞的能量將乘以8倍。在研究中，最重要的是激光物理中一條新定律證明，研究經證明了E=1/τ3，這將改變激光在未來的應用方式。

建立這一新定律的證明，將使研究團隊能夠製造更強大的孤立子激光器。在這項研究中，產(chan) 生了短至萬(wan) 億(yi) 分之一秒的脈衝(chong) ，但研究計劃可以獲得更短的脈衝(chong) 。研究的下一個(ge) 目標是產(chan) 生持續時間為(wei) 飛秒的脈衝(chong) ，這將意味著峰值功率達數百千瓦的超短激光脈衝(chong) 。這種類型的激光器，能為(wei) 我們(men) 在需要高峰值能量但基材不受損的情況下，應用激光開辟了一條新的途徑！