科学家使用纳米颗粒来增加光纤激光器的功率和安全性

Baker说，纳米颗粒掺杂还解决了其他几个问题，比如它可以保护稀土离子不受硅的影响。在2微米，硅的玻璃状结构可以减少稀土离子的光输出。纳米颗粒掺杂还将稀土离子彼此分离，这是有帮助的，因为将它们紧密地结合在一起也可以减少光输出。

贝克说，传统的激光工作在1微米，使用掺铒剂，并没有受到这些因素的影响。

Sanghera说：“该溶液是一种非常聪明的化学物质，它将钬溶解在一种纳米的氧化镧或氟化镧粉末中，为稀土离子创造一个合适的晶体环境。利用桶式化学法合成这种纳米粉末是降低成本的关键。”

JasSanghera是美国海军研究实验室光学材料和设备部门负责人，持有光纤，将用于在2019年3月26日在美国海军研究实验室（NRL，DC）生产眼睛安全激光器。

Sanghera的团队最初为之前的一个项目合成的纳米粉末的颗粒通常小于20纳米，比人类的头发小5000倍。

 “此外，我们必须能够成功地将这些纳米粉末掺杂到硅纤维中，其数量将适合实现激光，”他补充说。

在光学材料与器件部门，Sanghera的科学家团队正在使用一个房间大小的玻璃加工机床，在那里，最终将成为纤维的玻璃用氟气体清洁，用喷灯成型，并注入纳米颗粒混合物，这正是科学界所认为的。STS称之为“纳米颗粒泥浆”，其结果是掺杂稀土离子、直径1英寸的玻璃棒或“光学预制棒”。

在隔壁，科学家们使用一个纤维拉伸系统——一个巨大的塔，它占据了两个大房间和两层楼的高度，用一个炉子软化预制件，并将其拉长，这个过程类似于把太妃糖拉成一根光纤，大约和人的头发一样细。然后绕到附近的大主轴上。

桑赫拉的团队已经提交了一份专利申请。他们所设想的新型特种光纤激光器的潜在应用包括高功率激光器和国防、电信、甚至焊接和激光切割放大器。

 “从根本上看，整个过程在商业上是可行的，”桑赫拉说。“这是一个低成本的过程，使粉末和纤维结合。这一过程与制造电信光纤非常相似。”

 原文来源：https://phys.org/news/2019-07-nano-particles-power-eye-safety-fiber.html