Пузырьковый лазер
 | Тема этой статьи Википедии может не соответствовать общему правилу по известности . ( апрель 2024 г. ) |
Обычный пузырь может служить оптофлюидным лазером. Эти пузырьковые лазеры изготовлены из мыльных растворов, легированных красителями, и смектических жидких кристаллов . В пузырьковом лазере оптическим резонатором служит сам пузырь . [1] Уникально то, что пузырьковые лазеры демонстрируют сотни регулярно расположенных резонансных частот, называемых режимами шепчущей галереи , названных в честь Шепчущей галереи в соборе Святого Павла в Лондоне. [1] [2] Исследователи обнаружили, что спектр излучения пузырькового лазера сильно зависит от окружающей среды пузырька; изменение давления окружающего воздуха или электрических полей меняет размер пузыря (оптического резонатора) и, следовательно, длину волны лазерного излучения. [3]
Описание
[ редактировать ]
Пузырьковые лазеры изготавливались из мыльных растворов, к которым несколько капель флуоресцентного лазерного красителя . добавлялось [1] Флуоресцентный краситель действует как усиливающая среда . [3] Когда на пузырек направляется лазер накачки, молекулы красителя возбуждаются. Возбужденные молекулы красителя испускают фотоны. [1] Свет распространяется вдоль поверхности мыльного пузыря, что приводит к интерференции волн , которая генерирует отчетливые, равномерно расположенные оптические резонансы пузыря (так называемые моды шепчущей галереи). [3] [1] Когда фотоны нужных частот случайно излучаются в режимах шепчущей галереи, это стимулирует другие молекулы излучать больше соответствующих фотонов, усиливая свет. [1]
Толщина мыльного пузыря постоянно меняется из-за свободного течения воды внутри пузыря. Это приводит к нестабильному спектру генерации. Более стабильные результаты были достигнуты, когда пузырьки были изготовлены из смектического жидкого кристалла, который полностью состоит из молекул органических жидких кристаллов. [1] Эти пузырьки не содержат воды, могут быть очень тонкими и сохраняться практически бесконечно. [3]
Приложения
[ редактировать ]Расстояние между модами шепчущей галереи напрямую связано с окружностью пузыря. [1] Это означает, что пузырьковые лазеры могут использоваться в качестве датчиков давления. Пузырьковые лазеры измеряют изменения давления до 100 бар (10 000 кПа) и до 1,5 Па, что представляет собой «исключительно большой» динамический диапазон, намного превосходящий другие датчики давления сопоставимого размера. [2]
В будущем пузырьковые лазеры могут быть использованы для изучения тонких пленок и таких явлений, как оптомеханика полостей . [2]
См. также
[ редактировать ]- Список лазерных статей
- Сонолюминесценция — излучение света от схлопывающихся пузырьков.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г час я Миллер, Джоанна. «Пузырьковые лазеры могут быть прочными и чувствительными» . Физика сегодня . Американский институт физики . Проверено 2 апреля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б с Кореняк, Зала (5 января 2024 г.). «Оптофлюидные лазеры на смектиках и мыльных пузырях» . Физический обзор X . 14 (1): 011002.arXiv : 2306.14676 . Бибкод : 2024PhRvX..14a1002K . дои : 10.1103/PhysRevX.14.011002 . Проверено 2 апреля 2024 г.
- ^ Jump up to: а б с д Попа, Стефан (15 марта 2024 г.). «Мыльные пузыри превращаются в лазеры» . Мир физики . Институт физики . Проверено 6 апреля 2024 г.
