ทุกคนได้ยินเกี่ยวกับมีดโกนที่ใช้แล้วทิ้ง แต่เลเซอร์ที่ใช้แล้วทิ้งล่ะ? การใช้เครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทนักวิทยาศาสตร์ได้ทำอุปกรณ์เลเซอร์ราคาถูกพอที่จะถูกโยนออกไปหลังจากใช้งานเพียงครั้งเดียว
เลเซอร์สร้างคานพลังงานสูงของพวกเขาโดยใช้ตัวกลางที่เรียกว่า Gain ซึ่งใช้ประโยชน์จากการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างอิเล็กตรอนของอะตอมและโฟตอนที่เข้ามาเพื่อขยายแสงให้มีความเข้มสูง โดยทั่วไปแล้วตัวกลาง Gain นั้นทำจากวัสดุอนินทรีย์เช่นแว่นตาคริสตัลหรือเซมิคอนดักเตอร์ที่ใช้แกลเลียม แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานักวิจัยได้ตรวจสอบโดยใช้สีย้อมคาร์บอนอินทรีย์แทน
เลเซอร์ออร์แกนิกถือเป็นสัญญาที่ยอดเยี่ยมเพราะพวกเขามีราคาถูกและสามารถปล่อยแสงในช่วงความยาวคลื่นที่หลากหลาย แต่มี จำกัด เนื่องจากสีย้อมจะลดลงอย่างรวดเร็ว -ข้อเท็จจริงทางวิทยาศาสตร์หรือนิยาย? ความน่าเชื่อถือของ 10 แนวคิดไซไฟ-
ตอนนี้นักวิจัยจากฝรั่งเศสและฮังการีได้ใช้เครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทเพื่อผลิตชิปเลเซอร์ออร์แกนิกที่เป็นหัวใจของอุปกรณ์เหล่านี้เพียงแค่เซ็นต์ทำให้ประหยัดค่าใช้จ่ายในการแทนที่ชิ้นส่วนที่เสื่อมโทรมเป็นประจำ
“ ฉันคิดว่านี่เป็นงานที่น่าตื่นเต้นที่มีศักยภาพที่ยอดเยี่ยมสำหรับการใช้งาน” Graham Turnbull ผู้เชี่ยวชาญเลเซอร์อินทรีย์ศาสตราจารย์ในคณะวิชาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยเซนต์แอนดรูในสกอตแลนด์กล่าว "เลเซอร์อาจมีการใช้งานในอนาคตเป็นแหล่งกำเนิดแสงแบบใช้แล้วทิ้งสำหรับการวิเคราะห์ทางเคมีเช่นการคัดกรองทางการแพทย์หรือการตรวจสอบมลพิษ "Turnbull ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษาใหม่บอกกับ Live Science
ในกระดาษที่เผยแพร่ในวันนี้ (3 พฤษภาคม) ในวารสารฟิสิกส์ประยุกต์นักวิจัยกล่าวว่ากุญแจสำคัญในราคาต่ำของวิธีการของพวกเขาคือประสิทธิภาพ วิธีที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในการสร้างชิปเลเซอร์ออร์แกนิกในอดีตคือการเคลือบแบบหมุน ในกระบวนการนี้พื้นผิวที่จะวางสารละลายสีย้อมจะถูกปั่นอย่างรวดเร็วเพื่อให้แรงแบบแรงเหวี่ยงแพร่กระจายของเหลวอย่างสม่ำเสมอเพื่อสร้างฟิล์มบาง ๆ สม่ำเสมอ
แต่ด้วยเทคนิคการเคลือบแบบสปินทั่วไปสารละลายสีย้อมส่วนใหญ่หมุนออกจากพื้นผิวและสูญเปล่า นักวิจัยกล่าวว่าเพียง 2 เปอร์เซ็นต์เพียง 2 เปอร์เซ็นต์ ในทางตรงกันข้ามเครื่องพิมพ์อิงค์เจ็ทสามารถฉีดไอพ่นขนาดเล็กของของเหลวลงบนวัสดุพื้นฐานได้อย่างถูกต้อง
"คุณพิมพ์ 'ที่คุณต้องการเมื่อคุณต้องการ' โดยไม่ต้องเสียวัตถุดิบ" นักวิจัยนำการศึกษาSébastien Sanaur รองศาสตราจารย์ของไมโครอิเล็กทรอนิกส์ที่ Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-étienneในฝรั่งเศสกล่าวในแถลงการณ์-
เพื่อให้สีเลเซอร์พิมพ์ออกมาพวกเขาจำเป็นต้องผสมกับหมึกก่อน แม้ว่านักวิจัยจะทดลองใช้หมึกที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับแอปพลิเคชันออปติคัล แต่ในที่สุดพวกเขาก็ตัดสินในความหลากหลายเชิงพาณิชย์ที่เรียกว่า EMD6415 ที่แสดงการพิมพ์ที่ยอดเยี่ยมและคุณสมบัติทางแสง
จากนั้นวิธีการแก้ปัญหาถูกพิมพ์ลงบนสไลด์ที่ทำจากควอตซ์ในพิกเซล 0.08 ตารางนิ้ว (50 ตารางมิลลิเมตร) เพื่อทำชิปเลเซอร์ ชิปถูกวางไว้ระหว่างกระจกสองตัวที่สะท้อนแสงไปมาผ่านตัวกลางที่ได้รับระหว่างการขยาย เลเซอร์อีกตัวที่รู้จักกันในชื่อปั๊มถูกใช้เพื่อให้พลังงานแสง
ที่สำคัญนักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าชิปเลเซอร์สามารถเปลี่ยนได้อย่างง่ายดายเมื่อมันแย่ลง พวกเขายังแสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถใช้สีย้อมที่แตกต่างกันสองสีเพื่อผลิตการปล่อยเลเซอร์ตั้งแต่สีตั้งแต่สีเหลืองถึงสีแดงเข้ม
"ความก้าวหน้าครั้งสำคัญที่นี่คือความสมบูรณ์แบบของกระบวนการพิมพ์อิงค์เจ็ทสำหรับการผลิตชิป 'กำไร' ออร์แกนิก "StéphaneKéna-Cohen ผู้ช่วยศาสตราจารย์ในภาควิชาฟิสิกส์วิศวกรรมของ Polytechnique Montréalในแคนาดา" เมื่อใช้ในโพรงเลเซอร์ขยายสเปกตรัมที่มองเห็นได้ทั้งหมด, "Kéna-Cohen ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษาใหม่บอกกับ Live Science
ทั้งKéna-Cohen และ Turnbull กล่าวว่าหนึ่งในแง่มุมที่มีแนวโน้มมากที่สุดของการวิจัยคือความเป็นไปได้ของการพิมพ์สีย้อมหลายสีลงบนชิปเดียวกันเพื่อสร้างสเปกตรัมของสีด้วยอุปกรณ์เดียวกัน
“ อุปสรรคสำคัญคือเลเซอร์อินทรีย์เหล่านี้ยังคงต้องถูกสูบด้วยเลเซอร์ภายนอกที่ค่อนข้างสูง” Kéna-Cohen กล่าว "การหาวิธีปั๊มไฟฟ้าเหล่านี้หรือด้วย LED ราคาถูกจะเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญสำหรับวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติมากมาย"
ติดตามวิทยาศาสตร์สด@livescience-Facebook-Google+- บทความต้นฉบับเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์สด-
