Wysoka wydajnośćultraszybki laserwielkości czubka palca
Jak wynika z nowego artykułu opublikowanego w czasopiśmie Science, naukowcy z City University of New York zaprezentowali nowy sposób tworzenia wydajnych maszynultrakrótkie laseryna nanofotonice. Ta zminiaturyzowana blokada modówlaseremituje serię ultrakrótkich, spójnych impulsów światła w odstępach femtosekundowych (bilionowych części sekundy).
Ultraszybki tryb blokowanylaserymoże pomóc odkryć sekrety najszybszych skal czasowych natury, takich jak tworzenie lub zrywanie wiązań molekularnych podczas reakcji chemicznych lub propagacja światła w ośrodkach turbulentnych. Wysoka prędkość, szczytowa intensywność impulsu i szerokie spektrum pokrycia laserów z synchronizacją modów umożliwiają również wiele technologii fotonowych, w tym optyczne zegary atomowe, obrazowanie biologiczne i komputery, które wykorzystują światło do obliczania i przetwarzania danych.
Ale najbardziej zaawansowane lasery z blokadą modów są nadal niezwykle drogimi, wymagającymi dużej mocy systemami stacjonarnymi, które są ograniczone do zastosowań laboratoryjnych. Celem nowych badań jest przekształcenie ich w system wielkości chipa, który może być produkowany masowo i wdrażany w terenie. Naukowcy wykorzystali cienkowarstwową platformę materiałową z niobianu litu (TFLN), aby skutecznie kształtować i precyzyjnie kontrolować impulsy laserowe poprzez zastosowanie do niej zewnętrznych sygnałów elektrycznych o częstotliwości radiowej. Zespół połączył wysoki zysk lasera półprzewodników klasy III-V z wydajnymi możliwościami kształtowania impulsów nanoskalowych falowodów fotonicznych TFLN, aby opracować laser emitujący wysoką moc szczytową wyjściową wynoszącą 0,5 wata.
Oprócz kompaktowych rozmiarów, które są wielkości czubka palca, nowo zaprezentowany laser z blokadą modów wykazuje również szereg właściwości, których tradycyjne lasery nie mogą osiągnąć, takich jak możliwość precyzyjnego dostrojenia częstotliwości powtarzania impulsu wyjściowego w szerokim zakresie 200 megaherców poprzez regulację prądu pompy. Zespół ma nadzieję uzyskać źródło grzebieniowe o skali chipa i stabilnej częstotliwości dzięki potężnej rekonfiguracji lasera, co jest krytyczne dla precyzyjnego wykrywania. Praktyczne zastosowania obejmują wykorzystanie telefonów komórkowych do diagnozowania chorób oczu lub do analizy E. coli i niebezpiecznych wirusów w żywności i środowisku, a także do umożliwienia nawigacji, gdy GPS jest uszkodzony lub niedostępny.
Czas publikacji: 30-01-2024