作者:刘霞 来源:科技日报 发布时间:2023/2/14 12:16:52
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首个气流调谐液滴激光器出现

 

科技日报北京2月13日电 (记者刘霞)荷叶沾水珠而不湿,日本科学家借助这一“荷叶效应”,利用简单的方法,制造出了一种新型离子液滴,这种微滴可用作灵活、持久而可调谐的激光器。与现有不能在大气中工作的“液滴激光器”不同,最新进展有望使激光器在日常环境中使用,从而催生出更便宜的光纤通信设备。相关研究刊发于最近的《激光与光子学评论》杂志。

荷叶具有显著的自洁特性,在荷叶表面,水滴不会变平,而是会形成近乎完美的球体并滚落,带走灰尘。这种“荷叶效应”由叶片内的微小突起造成。

在最新研究中,筑波大学科学家利用人工“荷叶效应”,创造出了可以像激光一样工作的液滴,而且,这种液滴激光器可在长达一个月的时间里保持稳定,而目前的“液滴激光器”不能在开放环境条件下使用,只能将其封闭在容器内,否则它们会蒸发。

在新研究中,科学家将名为“1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐”(EMIBF4)的离子液体与一种染料混合,使其成为激光介质。之所以选择这种液体,是因为它蒸发得非常缓慢,并且具有相对较大的表面张力。然后研究团队在石英衬底上涂上微小的氟化二氧化硅纳米颗粒,使其表面排斥液体。当EMIBF4沉积其上时,液滴几乎能完美地保持球形,持续时间长达30天。

研究人员表示,数学计算显示,即使暴露在气流中,这种新液滴的理想形态和光学性质也会保持不变。据目前所知,这是第一个可通过气流调谐的液体激光振荡器。

此外,研究人员利用3D打印方法,打印出了这种液滴激光器,且打印出来的液滴阵列无需进一步处理即可工作。

研究团队指出,这种产品具有高度的可扩展性和易用性,很容易用于制造廉价的传感器或光通信设备,有望催生更灵敏的气流探测器或更便宜的光纤通信设备。

 
 
 
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