روشي نوين در بهبود عملکرد ليزرها

ليزرهاي رنگي معمولاً در محدوده‌ي وسيعي از طول موج‌هاي مرئي از نزديک فرابنفش تا فروسرخ کارايي دارند. همينك از اين ليزرها با توجه به برخورداري آنها از پالس‌هاي پرانرژي، مي‌توان در کاربردهايي از قبيل جداسازي ايزوتوپ، پايش آلودگي تا درمان سرطان و از بين بردن نقش‌هاي خال‌کوبي استفاده نمود؛ اما از آنجا که رنگ‌هاي مورد استفاده در اين ليزرها مايع هستند، تنها در صورتي کارايي دارند که بتوان آنها را در مواد جامد (که غالباً مواد پليمري آلي داراي افزودني‌هاي معدني هستند) جاي داد. متأسفانه اين افزودني‌هاي معدني (که به‌دليل خواصي که دارند براي بهبود پايداري فيزيکي ماده‌ي نگهدارنده‌ي رنگ‌هاي ليزري به کار مي‌روند) موجب پراکنده شدن نور شده، بر شفافيت و قابليت‌هاي ليزري اين کامپوزيت‌ها تأثير منفي مي‌گذارند.

اخيراً گروهي از محققان اسپانيايي براي رفع اين مشکل به راهکاري جديد دست يافتند و موفق به هم‌سوسازي خواص نوري و پراکندگي نور شدند. دکتر اينماکولادا گارسيا مورنو و همکارانش در مادريد اسپانيا، نشان دادند که با استفاده از نانوذرات پلي هدرال اليگومري سيلسکوئيوکسان(POSS) ـ ماده‌اي با پايه‌ي سيليسيوم- اکسيژن ـ با ابعادي بين 5/0 تا 4 نانومتر به‌عنوان افرودني معدني در ليزرهاي رنگي، موجب مي‌شود تا نور مسير بيشتري را در ماده طي نمايد و به اين ترتيب تأثير قابل ملاحظه‌اي در خواص نوري آن ايجاد ‌شود. اين نانوذرات با اندازه‌ي بسيار کوچک و توزيع تصادفي نه تنها تأثير منفي بر شفافيت ماده نداشته، بلکه نشر نور از اين رنگ‌ها را مستقل از نوع رنگ مولکول‌هاي مورد استفاده و خواص فوتوفيزيکي آنها افزايش مي‌‌دهند. آنها اميدوارند با اين روش جديد بتوان ليزرهاي رنگي حالت جامد کارامد با کاربري آسان را در سطح تجاري توليد نمود.

به باور اين دانشمندان محلول‌هاي رنگي داراي آلاينده‌هاي POSS، مي‌توانند به‌عنوان نوعي محيط نگهدارنده‌ي کلي تعريف شده و به اين ترتيب بر مشکل تأثير رنگ/ ماده‌ي ميزبان ـ که يکي از بزرگ‌ترين محدوديت‌هاي اين سيستم‌هاي ليزري به شمار مي‌‌آمد ـ بر طرف مي‌شود. به باور آنها از ديگر مزاياي اين سيستم‌ها، سنتز آسان مواد هيبريدي با پايه‌ي POSS و نيز بهبود فوق‌العاده‌ي خواص فيزيکي، گرمايي و نوري آنها در مقايسه با ديگر مواد مورد استفاده‌ي کنوني براي جاي دادن رنگ‌هاي ليزري است.

اين محققان هم‌اکنون امکان استفاده از اين مواد هيبريدي جديد را به‌عنوان چشمه‌هاي جايگزين براي ابزارهاي اپتوالکترونيکي در دست بررسي دارند. براي آگاهي از جزئيات بيشتر به مقاله‌اي که در در نشريه‌ي Advanced Materials منتشر شده‌است، مراجعه نماييد.