Solitons จากไฟเบอร์เลเซอร์ใหม่สามารถปรับปรุงการผ่าตัดตาได้

Solitons จากไฟเบอร์เลเซอร์ใหม่สามารถปรับปรุงการผ่าตัดตาได้

ไฟเบอร์เลเซอร์ที่ปล่อยพัลส์แสงพลังงานสูงและปราศจากการกระจายตัวนั้นผลิตขึ้นโดยนักวิจัยในออสเตรเลียและสหรัฐอเมริกา พัลส์โซลิตันเหล่านี้ถูกยึดไว้ด้วยกันโดยคำศัพท์ที่มีลำดับสูงในสมการการกระจายแสง ซึ่งก่อนหน้านี้สร้างความรำคาญให้กับนักวิทยาศาสตร์ที่ผลิตโซลิตัน นักวิจัยหวังว่างานของพวกเขาจะสนับสนุนการศึกษาคำศัพท์ที่มีลำดับสูงกว่าในสมการการกระจายตัว 

การใช้งาน

จริงของโซลิตอนกำลังสูงรวมถึงการผ่าตัดตาด้วยเลเซอร์ การกระจายตัวของแสงเกิดขึ้นเมื่อแสงที่มีความถี่ต่างกัน (สี) เดินทางด้วยความเร็วต่างกันในตัวกลาง ทำให้เกิดพัลส์แสงที่มีความถี่ต่างกันกระจายออกไปในอวกาศและเวลา ตัวอย่างที่คุ้นเคยของการกระจายแสง ได้แก่ 

แสงที่ถูกทำให้แตกออกเป็นสีต่างๆ โดยปริซึมและการก่อตัวของรุ้ง อย่างไรก็ตาม สมการที่ควบคุมการกระจายตัวนั้นซับซ้อน การเพิ่มเอฟเฟ็กต์อันดับสองทำให้ได้โซลูชันที่ไม่กระจายตัวที่เรียกว่าโซลิตัน ในกรณีนี้เอฟเฟกต์ลำดับที่หนึ่งและสองจะสมดุลซึ่งกันและกันและชีพจรจะไม่กระจายออกไป

โซลิตันในใยแก้วนำแสงถูกพบครั้งแรกในปี พ.ศ. 2516 และหลังจากนั้นก็พบการใช้งานในด้านต่างๆ เช่น เลเซอร์สเปกโทรสโกปี อย่างไรก็ตาม พลังของพวกเขามีจำกัด ในช่วงต้นทศวรรษ 1990 นักวิจัยระบุว่าสิ่งนี้มาจากคำศัพท์ที่มีลำดับสูงกว่าในสมการการกระจายตัวของแสง ซึ่งมีความสำคัญมากขึ้น

เมื่อกำลังพัลส์เพิ่มขึ้น สิ่งนี้ทำให้พัลส์ไม่เสถียรมากขึ้นและทำให้พวกมันแตกสลายในที่สุด ทุกวันนี้ เลเซอร์ที่ใช้ในการผลิตพัลส์ไฟฟ้าลัดวงจรกำลังสูงนั้นซับซ้อนและมีราคาแพง พวกเขาผลิตพัลส์ที่ร้องเจี๊ยก ๆ (เปลี่ยนความถี่เมื่อพัลส์ดำเนินไป) และใช้อุปกรณ์เพิ่มเติมเพื่อปรับรูปร่างพัลส์ที่ส่งเสียงร้องเหล่านี้

ให้เป็นพัลส์ที่เสถียร ยกของหนักทั้งหมด ในปี พ.ศ. 2561 แห่งมหาวิทยาลัยซิดนีย์และเพื่อนร่วมงานพบว่าการกระจายตัวในลำดับที่สี่ (ควอร์ติก) ไม่จำเป็นต้องทำลายล้างเมื่อพวกเขาค้นพบออปติคัลโซลิตอนชนิดใหม่ในท่อนำคลื่นซิลิกอน โดย “ความบังเอิญ” เดอ Sterke และเพื่อนร่วมงานพบว่า 

แทนที่

จะเป็นการรบกวน “[การกระจายตัวของควอร์ติก] ทำให้ยกของหนักขึ้นจริงๆ”: “ท่อนำคลื่นไม่ได้ออกแบบมาแบบนั้น” เขาอธิบาย “มันบังเอิญเป็นอย่างนั้น และเพื่อนร่วมงานของเราอันเดรีย บลังโก-เรดอนโดก็ฉลาดพอที่จะรับรู้เรื่องนั้น” ในผลงานชิ้นล่าสุดนี้แสดงให้เห็นถึงคุณค่าของการสังเกต

ที่เกิดขึ้นโดยบังเอิญในปี 2018 โดยใช้ไฟเบอร์เลเซอร์ความเร็วสูงพิเศษที่ปล่อย “โซลิตันควอร์ติกบริสุทธิ์” ช่องเลเซอร์ประกอบด้วยตัวสร้างสเปกตรัมพัลส์ที่ออกแบบการกระจายอันดับสองและสามให้เป็นศูนย์ ในขณะที่ให้การกระจายควอร์ติกที่แข็งแกร่ง พัลส์ที่เกิดขึ้นสอดคล้องกับการคาดการณ์

ทางทฤษฎีของนักวิจัยเป็นอย่างดี สิ่งที่สำคัญที่สุดคือ Runge ตั้งข้อสังเกตว่าเลเซอร์โซลิตันกำลังสูงกว่าที่เคยทำได้อาจทำได้ “ในโซลิตันกำลังสองปกติ ถ้าคุณลดระยะเวลาของพัลส์ลงครึ่งหนึ่ง พลังงานจะเพิ่มขึ้น 2 เท่า” รันเงอธิบาย “ในควอตริกโซลิตันบริสุทธิ์แบบใหม่เหล่านี้ ถ้าคุณลดระยะเวลา

ของพัลส์ลงครึ่งหนึ่ง พลังงานจะเพิ่มขึ้น ตัวคูณแปด” ซึ่งจะช่วยให้สามารถนำไปใช้ในแอปพลิเคชันใหม่ได้: “โซลิตันควอร์ติกขนาด 100 fs สามารถบรรจุพลังงานนาโนจูลที่มีกำลังสูงสุดเป็นสิบหรือหลายร้อยกิโลวัตต์” เขากล่าว “สำหรับการผ่าตัดด้วยเลเซอร์และการถ่ายภาพที่ไม่ใช่เชิงเส้นนั้นน่าจะเพียงพอแล้ว”

จำเป็นต้องทำให้เข้าใจง่าย อย่างไรก็ตาม เขากล่าวว่าอุปกรณ์ของพวกเขาต้องการการทำให้ง่ายขึ้นเพื่อกำจัดตัวสร้างพัลส์ก่อนที่จะนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ได้ในรูปแบบเลเซอร์โซลิตัน: “ในปัจจุบัน เราไม่มีเส้นใยที่มีการกระจายตัวที่เหมาะสม” เขากล่าว “แต่ในอนาคต หากคุณสามารถสร้างเส้นใย

แบบนั้นได้ 

และเรามีการออกแบบอยู่แล้ว คุณไม่จำเป็นต้องทำการมอดูเลตเฟสหรืออะไรทำนองนั้น และคุณจะมีเลเซอร์ที่ง่ายกว่ามาก สิ่งที่เราทำที่นี่เป็นการพิสูจน์หลักการว่าพัลส์เหล่านี้มีอยู่จริงและมีคุณสมบัติเหล่านี้ แต่เรายังห่างไกลจากเลเซอร์ควอร์ติกโซลิตันบริสุทธิ์เชิงพาณิชย์”

หวังว่าผลงานชิ้นนี้จะกระตุ้นให้นักวิจัยสำรวจศักยภาพของเงื่อนไขการกระจายแสงในลำดับที่สูงขึ้น: “ตอนนี้เราอาจมีกลุ่มของพัลส์ที่ไม่สิ้นสุดที่เราสามารถสร้างได้ เพราะเราสามารถปรับแต่งการกระจายตามที่เราต้องการ และดูว่ามีอะไรที่น่าสนใจสำหรับสิ่งนั้น หรือแอปพลิเคชันดังกล่าว”

นักสเปกโทรสโกปีเลเซอร์ที่เร็วมากจาก ในเยอรมนีมองโลกในแง่ดีอย่างระมัดระวัง: “แน่นอนว่าคุณจะได้รับพลังงานมากขึ้นในโซลิตัน และแน่นอนว่ามันน่าสนใจที่จะดูเงื่อนไขการสั่งซื้อที่สูงขึ้นไปอีก” เขากล่าว อย่างไรก็ตาม เขาเตือนว่าแผนการลดเสียงเจี๊ยบในปัจจุบันสร้างคำสั่งของขนาดที่กระฉับกระเฉง

และพัลส์ที่สั้นกว่าเทคนิคของซิดนีย์ อย่างไรก็ตาม เฮริงค์สงสัยว่าการปรับการกระจายตัวภายในโพรงแสงและการสร้างสมการการกระจายตัวของแสงที่เสถียรหลายตัวนั้นมีศักยภาพในการวิจัยที่สำคัญ: “คุณทำสิ่งที่ไม่เคยสังเกตมาก่อนได้ไหม? ตอนนี้คุณสามารถสำรวจคำถามทางวิชาการมากมาย

ที่อาจเข้าถึงได้โดยไม่ซ้ำใครด้วยแพลตฟอร์มนี้ในการทดลอง”  และโครงสร้างที่เกี่ยวข้องมีศักยภาพสูงสำหรับการใช้งานในการจัดเก็บข้อมูลเนื่องจากขนาดที่เล็กทำให้มีความเป็นไปได้ในการเปลี่ยนความเร็วสูงและใช้พลังงานต่ำ อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติการนำไฟฟ้าที่ผิดปกติของท่อนาโน

ทำให้การสร้างอุปกรณ์ทำได้ยากมาก ทีมงาน ตระหนักว่าการใส่ไอออนบวกลงในบัคกี้บอลช่วยให้ระบุตำแหน่งของมันภายในแคปซูลนาโนได้ง่ายขึ้น ยิ่งไปกว่านั้นกระสวยบัคกี้ยังคงอยู่ที่ปลายด้านหนึ่งของแคปซูลนาโนเนื่องจากผนังแวนเดอร์ที่อ่อนแอและแรงโควาเลนต์ 

credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100