De acordo com pesquisas recentes da APL Photonics, uma equipe liderada pelo Professor Liang Xu, do Instituto de Ciências Físicas de Hefei, da Academia Chinesa de Ciências, desenvolveu com sucesso um laser excimer ultracompacto, aproximadamente do tamanho de uma garrafa térmica. Como fonte essencial de luz ultravioleta profunda, os lasers excimer são amplamente utilizados em pesquisas científicas, processamento industrial e monitoramento ambiental. No entanto, os lasers excimer tradicionais dependem de bombas mecânicas de gás para a circulação do meio, resultando em volume, ruído e vibração significativos, limitando sua aplicação em aplicações de campo, exploração marítima e em plataformas aéreas.

Para enfrentar esses desafios, a equipe de pesquisa substituiu de forma inovadora a bomba mecânica tradicional por uma bomba eletro-hidrodinâmica (EHD) de descarga corona multiagulhas. Essa inovação não apenas elimina a necessidade de peças móveis, como também reduz o tamanho do sistema para Ø130 mm x 300 mm. Utilizando a tecnologia de velocimetria Schlieren não invasiva desenvolvida de forma independente, a equipe mediu uma velocidade de fluxo de gás de 1,27 m/s dentro da cavidade do laser. O sistema opera de forma estável a 100 Hz, com uma taxa de atualização de gás de 6,35 e energias de pulso superiores a 2 mJ. Também apresenta excelente estabilidade energética, com um desvio padrão relativo de apenas 1%. O estudo também revelou transições explosivas na energia do pulso de laser sob condições específicas. Por meio de uma análise aprofundada das reações fotoquímicas de redes de excímeros de XeCl, constatou-se que esse fenômeno está intimamente relacionado a explosões de fluxo de fótons induzidas por limiar.

Além disso, a equipe de pesquisa desenvolveu um modelo interpretável de aprendizado de máquina que prevê com precisão a conversão de energia sob vários parâmetros operacionais, fornecendo forte suporte para a otimização e o controle de sistemas de laser excímero ultracompactos para aplicações práticas.