Les chercheurs ont développé un nouveau compact et ultrarapide, laser jaune haute puissance. Le laser accordable présente une excellente qualité de faisceau et permet de combler le besoin d'une source de lumière jaune pratique émettant des impulsions lumineuses ultrarapides.

"La gamme spectrale jaune-orange est fortement absorbée par l'hémoglobine dans le sang, rendre les lasers avec ces longueurs d'onde particulièrement utiles pour des applications biomédicales, traitements dermatologiques et chirurgie oculaire, " a déclaré Anirban Ghosh, membre de l'équipe de recherche du laboratoire de sciences photoniques du laboratoire de recherche physique en Inde. " Une femtoseconde, La source laser jaune accordable pourrait un jour offrir des traitements médicaux qui produisent moins de dommages thermiques et sont plus sélectifs. »

Dans la revue The Optical Society (OSA) Lettres d'optique , des chercheurs dirigés par Goutam K. Samanta décrivent comment ils ont utilisé un phénomène optique connu sous le nom de conversion de fréquence non linéaire pour convertir la lumière laser infrarouge moyen en lumière jaune qui peut être réglée de 570 nm à 596 nm.

"Nous démontrons une solide, haute puissance, ultrarapide, rayonnement jaune accordable dans une configuration expérimentale assez simple, " a déclaré Ghosh. " En plus des applications biomédicales, il s'agit d'une plage de longueurs d'onde recherchée pour la projection vidéo en couleur et pourrait être utilisée pour une variété d'applications spectrales."

Construire un meilleur laser jaune

Bien que des études aient montré que l'émission laser dans la gamme spectrale jaune est optimale pour divers traitements médicaux, de telles longueurs d'onde sont généralement créées à l'aide de lasers à vapeur de cuivre encombrants et inefficaces, lasers à colorant et oscillateurs paramétriques optiques. Ces sources ont été utilisées avec succès pour diverses applications, mais ils souffrent d'un ou plusieurs inconvénients tels qu'une faible puissance moyenne, manque de bon profil spatial de faisceau, accordabilité de longueur d'onde limitée ou inexistante et larges impulsions de sortie.

"Les lasers femtoseconde sont importants pour de nombreuses applications car ils émettent un grand nombre de photons sur une courte période pour fournir une très haute intensité et une précision extrêmement élevée sans causer de dommages thermiques, " dit Ghosh. " Cependant, il n'y a pas de laser jaune femtoseconde disponible dans le commerce qui puisse fournir tous les paramètres souhaités nécessaires pour les applications qui bénéficieraient de cette gamme de longueurs d'onde."

Pour répondre à ces limitations dans une configuration expérimentale unique, les chercheurs ont utilisé un laser Cr2+:ZnS à semi-conducteur ultrarapide récemment développé émettant dans l'infrarouge moyen ainsi qu'un processus de doublement de fréquence en deux étapes. Doubler la fréquence d'un laser ultrarapide n'est pas un processus facile et nécessite d'identifier le bon cristal pour produire une sortie laser de qualité avec les propriétés souhaitées.

« Nous avons doublé la fréquence du laser infrarouge moyen ultrarapide avec une longueur d'onde maximale à 2360 nm dans deux cristaux non linéaires différents et utilisé des composants optiques simples disponibles dans n'importe quel laboratoire d'optique standard pour obtenir une puissance élevée, accordable, source laser jaune ultrarapide, " a déclaré Ghosh. " En tant que sous-produit, notre source fournit un rayonnement proche infrarouge ultrarapide accordable avec une puissance moyenne substantielle utile pour divers domaines, y compris la spectroscopie, traitement des matériaux et imagerie."

Les tests du nouveau laser ont montré qu'il peut fournir une puissance de sortie moyenne maximale de plus de 1 W avec 130 impulsions femtosecondes à une fréquence de répétition de 80 MHz avec un profil de faisceau spatial exceptionnel. Les chercheurs ont également observé une excellente stabilité de puissance sur une longue durée.

Les chercheurs prévoient d'améliorer encore la durée d'impulsion du laser, efficacité et compacité. Ils travaillent également à optimiser le laser afin qu'il puisse fonctionner à température ambiante pour le rendre plus pratique pour une utilisation à long terme.