首個氣流調諧液滴激光器出現
科技日報北京2月13日電 (記者劉霞)荷葉沾水珠而不濕,日本科學家借助這一“荷葉效應”,利用簡單的方法,製造出了一種新型離子液滴,這種微滴可用作靈活、持久而可調諧的激光器。與現有不能在大氣中工作的“液滴激光器”不同,最新進展有望使激光器在日常環境中使用,從而催生出更便宜的光纖通信設備。相關研究刊發於最近的《激光與光子學評論》雜誌。
荷葉具有顯著的自潔特性,在荷葉表麵,水滴不會變平,而是會形成近乎完美的球體並滾落,帶走灰塵。這種“荷葉效應”由葉片內的微小突起造成。
在最新研究中,築波大學科學家利用人工“荷葉效應”,創造出了可以像激光一樣工作的液滴,而且,這種液滴激光器可在長達一個月的時間裏保持穩定,而目前的“液滴激光器”不能在開放環境條件下使用,隻能將其封閉在容器內,否則它們會蒸發。
在新研究中,科學家將名為“1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽”(EMIBF4)的(de)離(li)子(zi)液(ye)體(ti)與(yu)一(yi)種(zhong)染(ran)料(liao)混(hun)合(he),使(shi)其(qi)成(cheng)為(wei)激(ji)光(guang)介(jie)質(zhi)。之(zhi)所(suo)以(yi)選(xuan)擇(ze)這(zhe)種(zhong)液(ye)體(ti),是(shi)因(yin)為(wei)它(ta)蒸(zheng)發(fa)得(de)非(fei)常(chang)緩(huan)慢(man),並(bing)且(qie)具(ju)有(you)相(xiang)對(dui)較(jiao)大(da)的(de)表(biao)麵(mian)張(zhang)力(li)。然(ran)後(hou)研(yan)究(jiu)團(tuan)隊(dui)在(zai)石(shi)英(ying)襯(chen)底(di)上(shang)塗(tu)上(shang)微(wei)小(xiao)的(de)氟(fu)化(hua)二(er)氧(yang)化(hua)矽(gui)納(na)米(mi)顆(ke)粒(li),使(shi)其(qi)表(biao)麵(mian)排(pai)斥(chi)液(ye)體(ti)。當(dang)EMIBF4沉積其上時,液滴幾乎能完美地保持球形,持續時間長達30天。
研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)表(biao)示(shi),數(shu)學(xue)計(ji)算(suan)顯(xian)示(shi),即(ji)使(shi)暴(bao)露(lu)在(zai)氣(qi)流(liu)中(zhong),這(zhe)種(zhong)新(xin)液(ye)滴(di)的(de)理(li)想(xiang)形(xing)態(tai)和(he)光(guang)學(xue)性(xing)質(zhi)也(ye)會(hui)保(bao)持(chi)不(bu)變(bian)。據(ju)目(mu)前(qian)所(suo)知(zhi),這(zhe)是(shi)第(di)一(yi)個(ge)可(ke)通(tong)過(guo)氣(qi)流(liu)調(tiao)諧(xie)的(de)液(ye)體(ti)激(ji)光(guang)振(zhen)蕩(dang)器(qi)。
此外,研究人員利用3D打印方法,打印出了這種液滴激光器,且打印出來的液滴陣列無需進一步處理即可工作。
研(yan)究(jiu)團(tuan)隊(dui)指(zhi)出(chu),這(zhe)種(zhong)產(chan)品(pin)具(ju)有(you)高(gao)度(du)的(de)可(ke)擴(kuo)展(zhan)性(xing)和(he)易(yi)用(yong)性(xing),很(hen)容(rong)易(yi)用(yong)於(yu)製(zhi)造(zao)廉(lian)價(jia)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)或(huo)光(guang)通(tong)信(xin)設(she)備(bei),有(you)望(wang)催(cui)生(sheng)更(geng)靈(ling)敏(min)的(de)氣(qi)流(liu)探(tan)測(ce)器(qi)或(huo)更(geng)便(bian)宜(yi)的(de)光(guang)纖(xian)通(tong)信(xin)設(she)備(bei)。
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