通过氮气和氩气之间的能量转换实现露天激光器

加州大学洛杉矶分校（UCLA）和马克斯-伯恩研究所（Max Born Institute）的研究小组发表了一项研究，展示了利用氮气和氩气产生激光的方法。这项研究建立在数十年来对制造露天激光器领域的研究基础之上，有朝一日可能有助于改进传感器、机器人技术等。以下是您需要了解的内容。

激光技术

几十年来，激光器的主要工作方式是将一束光通过一个光腔射向一对反射镜。这些镜子的构造和角度可以使光线在两个装置之间来回反弹。这种反弹作用放大了光的强度，从而产生你所看到的聚焦光束。

露天激光器

自激光研究开始以来，就有工程师试图在不使用放大腔和反射镜的情况下制造激光。在这项研究中，有一部分工程师试图制造露天激光器。这些设备利用强光激发的粒子之间的相互作用形成激光。直到最近，这一科学概念还无法实现。然而，最近这项研究发表后，似乎风向已经改变。

氮氩露天激光研究

该研究谈到了使用氮气和氩气混合物来诱导大气空气中的无空腔激光。该 研究发表在《物理评论快报》上的论文介绍了一个概念和工作模型，该模型完成了以光子为媒介的 N₂ 和 Ar，从而产生超荧光反应。

研究小组的研究着眼于许多不同的概念，因为环境空气中有不同的成分可以产生超荧光反应。为了验证氩气和氮气是响应中的活性成分，研究小组需要在氧气稳定的环境中监测两者的耦合。测试揭示了一些有趣的结果，包括双向荧光效应，这为开始各种新的科学实验打开了大门。

露天激光器 - 测试

测试开始时，工程师使用 261 纳米泵浦激光器激发气体。目的是更深入地了解氩气混合物电离率降低的原因。这项测试促使工程师们将重点放在氩气对 261 纳米光子的 3 光子共振吸收上。在这里，他们发现了双向激光效应的直接相关性。

我们使用各种参数对这种双向级联激光效应进行了测试，以确保记录转换的细节。测试结果表明，氮气与氩气混合会产生理想的反应，而其他混合物则不会产生任何双向激光光脉冲。放大后发现，氩原子对 261 纳米光子的三光子吸收特别产生了级联超荧光发射。这一发现是一个重大发现，因为此前人们一直不知道由光子介导的机制可以将能量从 N2 转移到 Ar。

接下来的步骤从频率测试开始。研究人员变换了不同的频率，直到他们注意到氮分子在电子激发态下表现出非线性-3-光子吸收，当氮分子暴露在氩气共振频率略有不同的 261 纳米波长下时。收集到的数据将用于创建新的公式，为未来的实验建模。

成果

研究显示了一些可能颠覆激光界的有希望的结果。首先，研究小组成功地在大气中产生了双向级联持久效应。具体来说，工程师们能够通过一个露天无空腔装置产生两个彩色双向激光。

这项研究还揭示了一些意想不到的发现。例如，研究小组注意到，在混合过程中使用的氧气量会影响氩分子和氮分子之间的相互作用。他们的研究表明，1% 氧气混合物是无空腔、双向和类似激光发射的理想选择。

露天激光的优势

这项技术为市场带来了诸多好处。首先，它能制造出机械部件更少的激光器。露天激光器生产所需的技术和制造成本更低。成本的降低将带来更多的应用。

稳定性

在当今的激光器中使用镜子是其最大的弱点之一。这些微小的设备需要进行完美的校准和对齐，才能产生您所期望的光束。与设备原始校准的任何微小偏差都会导致设备失去作用。随着激光的使用不断扩展到大型商业和军事应用领域，人们对移动部件较少的激光器有着强烈的需求。氮氩激光器是一种明智的解决方案。

重量轻

使用轻质氩气和氮气将有助于减轻激光器的整体重量。激光已在许多微型设备上得到应用。然而，根据制造商缩小核心部件的能力，它们的操作规模有限。基于氩气的系统所需的空间更小，重量更轻。因此，它们可以为下一代太空旅行、纳米技术等提供动力。

潜在用途 应用

这种新型激光应用广泛。从通过激光雷达系统进行监控和扫描，到瞄准癌细胞，世界已经为更精确、更易获得的激光做好了准备。以下是这些氩气供电设备的一些潜在用例。

遥感技术

后向露天激光技术的主要用途是改进遥感技术。这些设备可以探测到与氮氩混合物相互作用的最微弱的光粒子。因此，它们有助于制造更灵敏的太阳能电池板、安全设备等。

医疗保健

从外科手术工具到提供脑部扫描，激光在医疗领域的应用仍在继续，这些设备正在改变人类治疗疾病和病痛的方式。使用氩氮混合物驱动的更小、更不复杂的激光设备可以为纳米机器人治疗和其他医疗方案打开大门，而这些在今天看来都是科幻小说中的情节。

军事用途

过去十年来，军方对激光的试验越来越多。他们将这些设备视为向目标发射昂贵制导导弹的低成本替代品。随着小型廉价无人机的使用，军方的担忧与日俱增，大多数大型军队都在争先恐后地寻找与昂贵导弹系统成本相当的防空替代方案。

这项研究可用于制造更有效、更强大、能耗更低的激光器。未来，这些设备可以帮助保护士兵和平民免受无人机和制导导弹的攻击。它们还能发出危险来袭的警报，让人们有更多时间与亲人一起寻求庇护。

研究人员

氮氩露天激光研究是由加州大学洛杉矶分校（UCLA）和马克斯-博恩研究所的研究团队进行的。论文的主要作者是聂瓒。他得到了陈-乔希（Chan Joshi）和米沙-伊万诺夫（Misha Ivanov）领导的团队的帮助，后者也是论文的共同作者。

两家可从露天激光研究中获益的公司

许多公司依靠激光为市场提供服务。从打开自动门到扫描杂货，激光几乎无处不在。人们很容易忘记世界对这项技术的依赖程度。以下是几家在市场上有突出定位的公司，它们未来可以整合这项技术来提高自己的底线。

1.Heico 公司

HEICO 公司 (HEI -0.25%)

Heico 公司是一家总部位于佛罗里达州的航空航天技术制造公司，它有可能将这一技术发现完美地融合在一起。该公司的产品涉及多个领域，包括医疗、电信、航空航天、国防、航天和电子行业。因此，对交易者来说，这是一家广受认可的企业，已被证明是一家有弹性的 "持有 "企业。

Heico 公司在佛罗里达州拥有一家大型制造工厂，其业务包括设计、制造、维修、分销和销售各行各业的各种产品。公司在收购了 Capewell Aerial Systems 公司的空中投送和下降装置部门后，规模不断扩大。这一举措使 Heico 公司成为航空航天市场的主要参与者。

许多交易商相信 Heico Corporation 将一飞冲天，包括沃伦-巴菲特的投资基金伯克希尔-哈撒韦公司。值得注意的是，HEI 的市值约为 $14B，随着对其产品需求的增加，市值有望增加。

2.激光光子公司

激光光子公司 (LASE +5.6%)

Laser Photonics Corporation 总部位于佛罗里达州，是激光技术领域公认的创新强企。该公司向市场提供一系列基于激光的产品，包括激光清洁系统、防御平台、安全监控组件和专业级激光切割工具。Laser Photonics 公司经常被列入《财富》世界 500 强顶级科技公司，已有 30 多年的运营历史。公司一路走来建立了一些战略合作伙伴关系，包括与 Fastenal 公司合作向市场提供激光产品。

最新的露天激光装置将在未来几个月内使 Laser Photonics 公司受益。该公司可以省去为设备校准激光腔的耗时过程，从而实现更有效的制造程序。该公司对成功和不断创新的承诺使 LASE 成为任何投资组合中的明智之选。

露天激光只是开始

这项研究揭示了通过氩气和氮气转换能量的新机制，同时也为量子搏动等其他改变游戏规则的技术打开了大门。因此，许多人认为这个团队的工作应该得到更多的认可。目前，这个创新的工程师小组正准备扩大他们的测试范围，以发现更多有关辐射耦合过程的细节，为这些相互作用提供动力。

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