นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาเลเซอร์ชนิดใหม่ที่สามารถสร้างพลังงานจำนวนมากในเวลาอันสั้นและมีค่าแอพพลิเคชั่นที่มีศักยภาพในจักษุวิทยาและการผ่าตัดหัวใจหรือวิศวกรรมวัสดุที่ดี ศาสตราจารย์ Martin Stucker ผู้อำนวยการสถาบัน Photonics และ Optical Science แห่งมหาวิทยาลัยซิดนีย์กล่าวว่าลักษณะของเลเซอร์นี้คือเมื่อระยะเวลาการเต้นของชีพจรลดลงเหลือต่ำกว่าหนึ่งล้านล้านวินาทีพลังงานที่สามารถ " ถึงจุดสูงสุดซึ่งทำให้เหมาะสำหรับการประมวลผลวัสดุพัลซิ่งที่สั้นและทรงพลัง

แอปพลิเคชั่นหนึ่งอาจเป็นการผ่าตัดกระจกตาซึ่งอาศัยการเอาวัสดุออกจากดวงตาเบา ๆ ซึ่งต้องใช้แสงพัลส์ที่แรงและสั้นซึ่งไม่ร้อนและทำลายพื้นผิว ผลการวิจัยของพวกเขาถูกตีพิมพ์ในวารสาร Natural Photonics นักวิทยาศาสตร์บรรลุผลที่น่าทึ่งนี้โดยกลับไปใช้เทคโนโลยีเลเซอร์แบบง่าย ๆ ที่พบได้ทั่วไปในการสื่อสารโทรคมนาคมมาตรวิทยาและสเปกโทรสโกปี เลเซอร์เหล่านี้ใช้เอฟเฟกต์ที่เรียกว่า " โซลิตอน " คลื่นซึ่งเป็นคลื่นแสงที่รักษารูปร่างในระยะยาว โซลิตอนถูกค้นพบครั้งแรกในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 แต่มันไม่พบในแสง แต่ในคลื่นของคลองอุตสาหกรรมอังกฤษ

ดร. แอนทอนรูนผู้เขียนนำจาก School of Physics กล่าวว่าความจริงที่ว่าคลื่นโซลิตอนในแสงยังคงรักษารูปร่างของพวกเขาหมายความว่าพวกเขายอดเยี่ยมในการใช้งานที่หลากหลายรวมถึงการวิเคราะห์โทรคมนาคมและสเปกตรัม อย่างไรก็ตามถึงแม้ว่าเลเซอร์ที่ผลิตโซลิดอนเหล่านี้จะผลิตได้ง่าย แต่ก็ไม่ได้รับผลกระทบมากนัก ในการสร้างพัลส์พลังงานสูงที่ใช้ในการผลิตต้องใช้ระบบทางกายภาพที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิง ดร. Andrea Blanco-Redondo ผู้ร่วมเขียนการศึกษาและหัวหน้ากลุ่มโฟโตนิกส์ซิลิคอนที่ Nokia Bell Laboratories ในสหรัฐอเมริกากล่าวว่าเลเซอร์เลเซอร์เป็นวิธีที่ง่ายที่สุดประหยัดที่สุดและมีประสิทธิภาพมากที่สุดในการบรรลุเป้าหมายสั้น ๆ เหล่านี้ อย่างไรก็ตามจนถึงขณะนี้เลเซอร์โซลิตันแบบดั้งเดิมยังไม่สามารถให้พลังงานได้เพียงพอและการวิจัยใหม่อาจทำให้เลเซอร์โซลิตันมีบทบาทในการใช้งานด้านชีวการแพทย์

  การวิจัยนี้สร้างขึ้นจากการวิจัยที่จัดตั้งขึ้นก่อนหน้านี้โดยทีมงานของสถาบัน Photonics และวิทยาศาสตร์สายตาที่มหาวิทยาลัยซิดนีย์ซึ่งตีพิมพ์การค้นพบของ solitons ลำดับที่สี่ที่บริสุทธิ์ในปี 2016

กฎหมายใหม่ในสาขาฟิสิกส์เลเซอร์

ในเลเซอร์โซลิตันสามัญพลังงานของแสงนั้นแปรผกผันกับความกว้างของพัลส์ มันถูกพิสูจน์โดยสมการ E = 1 / τว่าถ้าเวลาแสงชีพจรลดลงครึ่งหนึ่งคุณจะได้รับพลังงานเป็นสองเท่า ด้วยโซลีทันสี่ครั้งพลังงานของแสงจะแปรผกผันกับกำลังที่สามของระยะเวลาพัลส์นั่นคือ E = 1 / τ3 ซึ่งหมายความว่าหากเวลาชีพจรลดลงครึ่งหนึ่งพลังงานที่ส่งมอบในช่วงเวลานี้จะถูกคูณด้วย 8 เท่า ในการวิจัยสิ่งที่สำคัญที่สุดคือกฎหมายใหม่ในสาขาฟิสิกส์เลเซอร์ การวิจัยพิสูจน์ให้เห็นว่า E = 1 / τ3ซึ่งจะเปลี่ยนการประยุกต์ใช้เลเซอร์ในอนาคต

หลักฐานการจัดตั้งกฎหมายใหม่นี้จะช่วยให้ทีมวิจัยผลิตเลเซอร์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ในการศึกษานี้พัลส์สั้นที่สุดเท่าที่หนึ่งล้านล้านต่อวินาทีถูกสร้างขึ้น แต่โครงการวิจัยสามารถรับพัลส์ที่สั้นกว่าได้ เป้าหมายต่อไปของการศึกษาคือการสร้างพัลส์ที่มีระยะเวลา femtoseconds ซึ่งจะหมายถึงพัลส์เลเซอร์ระยะสั้นพิเศษที่มีกำลังสูงสุดหลายร้อยกิโลวัตต์ เลเซอร์ชนิดนี้สามารถเปิดทางใหม่ให้เราใช้เลเซอร์เมื่อต้องการพลังงานสูงสุดสูง แต่วัสดุไม่เสียหาย!