Visokoučinkoviti ultrabrzi laser veličine vrha prsta

Visoke performanseultrabrzi laserveličine vrha prsta

Prema novom članku objavljenom u časopisu Science, istraživači sa Gradskog univerziteta u New Yorku demonstrirali su novi način za stvaranje visokoperformansnih...ultrabrzi laserio nanofotonici. Ovaj minijaturizirani modalno zaključanilaseremituje niz ultrakratkih koherentnih svjetlosnih impulsa u femtosekundnim intervalima (trilionti dijelovi sekunde).

Ultrabrzi način rada zaključanlaserimože pomoći u otkrivanju tajni najbržih vremenskih skala u prirodi, kao što su formiranje ili prekidanje molekularnih veza tokom hemijskih reakcija ili širenje svjetlosti u turbulentnim medijima. Velika brzina, vršni intenzitet impulsa i širok spektar pokrivenosti lasera sa zaključanim modom također omogućavaju mnoge fotonske tehnologije, uključujući optičke atomske satove, biološko snimanje i računare koji koriste svjetlost za izračunavanje i obradu podataka.

Ali najnapredniji laseri sa zaključanim modom su i dalje izuzetno skupi, energetski zahtjevni desktop sistemi koji su ograničeni na laboratorijsku upotrebu. Cilj novog istraživanja je pretvoriti ovo u sistem veličine čipa koji se može masovno proizvoditi i primjenjivati ​​na terenu. Istraživači su koristili platformu novog materijala od tankog filma litijum niobata (TFLN) kako bi efikasno oblikovali i precizno kontrolisali laserske impulse primjenom vanjskih radiofrekventnih električnih signala na njega. Tim je kombinovao visoko lasersko pojačanje poluprovodnika klase III-V sa efikasnim mogućnostima oblikovanja impulsa TFLN nanoskalnih fotonskih talasovoda kako bi razvio laser koji emituje visoku izlaznu vršnu snagu od 0,5 vata.

Pored svoje kompaktne veličine, koja je veličine vrha prsta, novodemonstrirani laser sa zaključanim modom također pokazuje niz svojstava koja tradicionalni laseri ne mogu postići, kao što je sposobnost preciznog podešavanja brzine ponavljanja izlaznog impulsa u širokom rasponu od 200 megaherca samo podešavanjem struje pumpe. Tim se nada da će postići izvor češlja na nivou čipa i frekvencijski stabilan putem snažne rekonfiguracije lasera, što je ključno za precizno očitavanje. Praktične primjene uključuju upotrebu mobilnih telefona za dijagnosticiranje očnih bolesti ili za analizu E. coli i opasnih virusa u hrani i okolišu, te za omogućavanje navigacije kada je GPS oštećen ili nedostupan.