產生超短光脈衝的激光器為製造、醫學和科學研究提供卓越的精度。問題是高效短脈衝系統往往會佔用大量空間且成本高昂。斯圖加特大學的一個團隊與斯圖加特儀器有限公司合作，提出了一種緊湊的替代方案。他們的設備的功能是任何其他可用設置的兩倍以上，並且足夠小以適合您的手。並為廣泛使用而設計 該指南報告於 自然–
斯圖加特大學第四物理研究所所長 Harald Giessen 教授表示：“通過我們的新系統，我們能夠達到以前從未實現過的效率水平。”在測試中，該團隊表明短脈衝激光器基本上可以實現 80% 的效率。實際上，80% 的輸入功率變成可用輸出。 “相比之下：目前的技術只能實現 35% 左右，這意味著它們會損失很多效率，而且成本也很高，”Giessen 解釋道。
在很短的時間內產生大量的能量。
短脈衝激光器發射的光脈衝僅持續納秒、皮秒或飛秒（即幾十億到四十億秒），因為脈衝非常短。所以大量的能量可以被傳送到一個小點。該裝置幾乎立即將泵浦激光器與短脈衝激光器結合在一起。激光泵將光能傳送到特殊的晶體。該晶體通過將泵浦光束的能量轉移為超短信號脈衝來驅動該過程。在此過程中，入射光粒子被轉換為紅外光。紅外線可以實現可見光無法執行的實驗、測量或製造步驟。在工業中，短脈衝激光器用於製造，例如對材料進行精確和溫和的加工。它還用於醫學成像和量子研究，以在分子水平上進行超精確測量。
“有效設計短脈衝激光器仍然是一個尚未解決的挑戰，”該研究的主要作者 Tobias Steinle 博士解釋道。我們需要拓寬入射光束並覆蓋更廣泛的波長范圍。 ”到目前為止，還不可能在小型、緊湊的光學系統中同時結合這兩種特性。”一般來說，寬帶激光放大器需要非常短、薄的晶體。另一方面，高性能放大器則青睞更長的晶體。一種解決方案是串聯多個短晶體。這是一種已經在研究中探索過的方法。無論選擇什麼，泵和脈衝信號之間的時序必須同步。
新的多通道概念
該團隊採用多遍策略來處理這種權衡。它們不會依靠單個長晶體或堆疊多個短晶體，而是會反復發光。通過參量光放大器內的單個短晶體。每輪通過後，分離的脈衝都會被仔細地重新排列以保持同步。其結果是系統能夠產生短於 50 飛秒的脈衝，且僅佔據幾平方厘米。並且僅使用五個組件。
“我們的多通道系統表明，非常高的效率不必以帶寬為代價，”Steinle 解釋道。 “它可以取代笨重且昂貴且功率損耗高的激光系統。這以前是放大超短脈衝所必需的。”該設計還可以調整紅外線以外的波長，並適應不同的晶體和脈衝持續時間。有了這個概念，研究人員的目標是創造一種小型、輕量、緊湊、便攜式和可定制的激光器。它可以精確地確定波長 可能的用例包括醫學、分析技術。氣體檢測及環境檢測
財政支持來自聯邦研究、技術和空間部 (BMFTR) 通過 KMU-Innovativ 項目、聯邦經濟和能源部 (BMWE)、科學、研究和藝術部。巴登-符騰堡州、德國研究基金會 (DFG)、卡爾蔡司基金會、巴登-符騰堡州基金會、綜合量子科學與技術中心 (IQST) 以及未來創新園區移動性 (ICM)。這項工作由斯圖加特大學第四物理研究所與 Stuttgart Instruments GmbH 合作在 MIRESWEEP 項目（用於分析應用的新型經濟高效可調諧中紅外激光源）下進行。
