Yakın zamanda yayınlanan bir araştırmaya göre APL FotonikÇin Bilimler Akademisi Hefei Fiziksel Bilim Enstitüleri’nden Prof. Liang Xu liderliğindeki bir araştırma ekibi, kabaca bir termos şişesi boyutunda ultra kompakt bir excimer lazer geliştirdi.
Excimer lazerler derin ultraviyole ışığın kritik kaynaklarıdır ve bilimsel araştırmalarda, endüstriyel işlemlerde ve çevresel izlemede yaygın olarak kullanılır. Bununla birlikte, geleneksel sistemler orta düzeyde sirkülasyon için mekanik gaz pompalarına dayanır ve bu da büyük boyutlara, yüksek gürültü seviyelerine ve önemli titreşimlere neden olur. Bu sınırlamalar saha ortamlarında, deniz araştırmalarında ve hava platformlarında uygulamalarını kısıtlamaktadır.
Bu sorunları çözmek için araştırmacılar mekanik pompaları çok iğneli korona deşarjlı elektrohidrodinamik (EHD) pompayla değiştirdiler. Bu da hareketli parça ihtiyacını ortadan kaldırarak sistemin hacmini Ø130 mm × 300 mm’ye düşürdü. Araştırmacılar, kendi geliştirdikleri, invaziv olmayan nokta Schlieren hız ölçümü tekniğini kullanarak, lazer boşluğunun içinde 1,27 m/s’lik bir gaz akış hızı ölçtüler.
100 Hz’de çalışan sistem, 6,35’lik bir gaz yenileme hızına ulaşarak 2 mJ’yi aşan darbe enerjileri sağlarken %1 kadar düşük bir bağıl standart sapma ile olağanüstü enerji kararlılığını korudu.
Araştırmacılar ayrıca belirli koşullar altında lazerin darbe enerjisinde benzersiz bir patlayıcı geçiş davranışı gözlemlediler. XeCl eksimer ağının karmaşık fotokimyasal reaksiyon analizi yoluyla, bu fenomenin foton akışındaki eşik kaynaklı bir patlama ile bağlantılı olduğunu keşfettiler ve makroskobik lazer performansındaki değişimlerin ardındaki mikroskobik mekanizmayı ortaya çıkardılar.
Ayrıca ekip, çok çeşitli çalışma parametrelerinde enerji geçişlerini tahmin edebilen, yorumlanabilir bir makine öğrenimi modeli geliştirdi.
Bu çalışma, pratik uygulamalarda ultra kompakt excimer lazer sistemlerinin optimizasyonu ve kontrolü için değerli destek sağlamaktadır.
