Sõrmeotsa suurune ülikiire ja suure jõudlusega laser

Kõrge jõudlusülikiire lasersõrmeotsa suurune

Ajakirjas Science avaldatud uue kaaneartikli kohaselt on New Yorgi Linnaülikooli teadlased demonstreerinud uut viisi suure jõudlusega seadmete loomiseks.ülikiired laseridnanofotoonika kohta. See miniatuurne moodilukustatudlaserkiirgab femtosekundiliste intervallidega (triljondiksekundid) ülilühikeste koherentsete valgusimpulsside seeriat.

Ülikiire režiimilukugalaseridaitab avada looduse kiireimate ajaskaalade saladusi, näiteks molekulaarsete sidemete moodustumine või purunemine keemiliste reaktsioonide ajal või valguse levimine turbulentses keskkonnas. Moodilukustusega laserite suur kiirus, impulsi tippintensiivsus ja lai spektri ulatus võimaldavad ka paljusid footontehnoloogiaid, sealhulgas optilisi aatomkellasid, bioloogilist pildistamist ja arvuteid, mis kasutavad valgust andmete arvutamiseks ja töötlemiseks.

Kuid kõige arenenumad moodilukustusega laserid on endiselt äärmiselt kallid ja energiatnõudlikud lauaarvutisüsteemid, mida saab kasutada ainult laboris. Uue uuringu eesmärk on muuta see kiibisuuruseks süsteemiks, mida saab masstootmises ja praktikas kasutusele võtta. Teadlased kasutasid õhukese kilega liitiumniobaadi (TFLN) tekkivat materjaliplatvormi, et laserimpulsse tõhusalt kujundada ja täpselt juhtida, rakendades sellele väliseid raadiosageduslikke elektrilisi signaale. Meeskond ühendas III-V klassi pooljuhtide suure laservõimenduse TFLN-i nanoskaala footonlainejuhtide tõhusate impulsside kujundamise võimalustega, et töötada välja laser, mille tippvõimsus on 0,5 vatti.

Lisaks kompaktsele suurusele, mis on sõrmeotsa suurune, on äsja demonstreeritud moodilukustatud laseril ka mitmeid omadusi, mida traditsioonilised laserid ei suuda saavutada, näiteks võime täpselt reguleerida väljundimpulsi kordumissagedust laias 200 megahertsi vahemikus, reguleerides ainult pumba voolu. Meeskond loodab laseri võimsa rekonfiguratsiooni abil saavutada kiibisuuruses, sagedusstabiilse kammiallika, mis on täppisandurite jaoks kriitilise tähtsusega. Praktiliste rakenduste hulka kuuluvad mobiiltelefonide kasutamine silmahaiguste diagnoosimiseks või E. coli ja ohtlike viiruste analüüsimiseks toidus ja keskkonnas ning navigeerimise võimaldamiseks, kui GPS on kahjustatud või pole saadaval.