可通过喷墨打印实现的气动可调谐“液体激光器”
2023-02-18 10:22:59   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

据麦姆斯咨询报道，近期，日本筑波大学的研究人员开发了一种基于液滴的可调谐激光器，其可以通过喷墨打印方式实现，并且颜色（波长）会根据液滴形状而发生变化。因此，这可能会使得光通信设备变得更便宜、更灵活。

该大学的筑波能源材料科学研究中心（Tsukuba Research Center for Energy Materials Science）的科学家们展示了一种生产离子液体微滴的简单方法，这种微滴可用作灵活、持久且气动可调谐的激光器。研究人员表示，与现有的无法在大气中运行的“液滴激光器”不同，这项新开发可能使“液滴激光器”能够在日常大气环境中使用。

筑波大学的研究人员利用人工“荷叶效应（Lotus effect）”创造出可以像激光器一样工作的液滴，同时保持稳定长达一个月的时间。在这项新研究中，将一种称为1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（EMIBF4）的离子液体与一种染料混合，使其成为“液滴激光器”。选择这种液体是因为它蒸发缓慢并且具有相对较大的表面张力。

然后，在石英衬底上涂覆微小的氟化二氧化硅纳米颗粒，使表面排斥液体。当EMIBF4从移液器中沉积在其上时，微小的液滴几乎完全呈球形。研究人员表示，该液滴至少可以保持稳定30天。

上述研究内容以“Pneumatically Tunable Droplet Microlaser”为题发表于Laser & Photonics Reviews期刊。论文第一作者Hiroshi Yamagishi教授评论道：“通过数学计算预测，液滴的形态和光学特性，即使在暴露于气体对流中，也能保持稳定。”

液滴的形状和抗蒸发稳定性使得其在用激光泵浦源激发时保持光学共振。通过吹氮气可以稍微改变液滴形状，从而使激光峰值在645至662 nm范围内移动。

Hiroshi Yamagishi教授表示：“据我们所知，这是第一个可通过气体对流实现可逆调谐的液体激光振荡器。”

该液滴也可以用作非常灵敏的湿度传感器或气流检测器。然后，研究人员使用了一种商用喷墨打印设备，该设备配备了可以处理粘性液体的喷墨打印头。通过喷墨印刷形成的液滴阵列无需进一步处理即可工作。

这项研究的结果表明，该“液体激光器”具有高度可扩展性和易于生产的特点，因此可能会产生新的传感器、气流检测器或更便宜的光纤通信设备。

论文信息：https://doi.org/10.1002/lpor.202200874

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