科学家开发了世界首个迷宫图样磁光调Q激光器

“工业4.0”的概念首先由德国政府推出，最近又扩大了紧凑型的高功率激光器应用的范围，例如，用于激光制造、汽车发动机的发展或用于空间探索的推进器系统制造。

然而，一个可控开关为小型固体激光器的集成，由于电光效应（EO）和声光效应（AO）的机制，仍是具有挑战性的。此外，以往的研究需要一个大型的电源，这对于整个系统的小型化是个麻烦。

现在，爱荷华州立大学，丰桥技术科学大学，以及分子科学研究所的研究人员们开发了一种磁光（MO）调Q激光器，这在世界上为首次，使用了190微米厚的具有迷宫磁场范围的磁性石榴石薄膜。他们用特制的线圈和电路产生的脉冲磁场被加载到磁性石榴石上，并成功生成了几十纳秒的脉冲宽度的光输出。

这是一个调Q激光器的磁畴运动驱动的第一次演示，也是一个综合的调Q激光器的可能性的第一个证据。“该装置相比其他报道的可控开关要小两个数量级，”副教授Taira说。

“实现钼调Q是结合三种不同的技术，即该领域中最困难的部分：磁性材料的制备，一个高速磁场开关的制造，和一个激光谐振腔的结构，”博士生候选人Ryohei Morimoto解释说。

根据论文的第一作者、助理教授Taichi Goto说明，“以前从未有MO 调Q开关使用薄石榴石进行过报告。这当然是第一个示范，它也成为一个集成的高功率激光发展的一个重要的第一步。”

“我们喜欢我们之间的合作和相互学习，”Mina Mani教授说。“我们进一步希望不仅要推进研究和创造和追求新的挑战，而且要使用科学和技术创造一个更好的世界。”

此外，研究人员发现了一个独特的偏置技术，采用磁场减少了调Q开关所需的电力。当一个环形永磁体放在靠近磁性石榴石处，他们能够产生同样的光脉冲，在MO调Q激光少七倍的电功率下。这一结果表明，该开关不需要大功率电源的操作，如此这种激光器的体积就按预期就可以减小很多。该研究小组希望他们的未来的研究是对全世界各地的激光器用户有所帮助，并帮助建立新的产业。