Wysoka wydajnośćultraszybki laserwielkości palca
Jak wynika z nowego artykułu na okładce czasopisma Science, naukowcy z City University of New York zademonstrowali nowy sposób tworzenia wysokowydajnychultraszybkie laseryna nanofotonice. Ten zminiaturyzowany tryb jest zablokowanylaseremituje serię ultrakrótkich, spójnych impulsów światła w odstępach femtosekundowych (biliardowych części sekundy).
Tryb ultraszybki z blokadąlaserymoże pomóc odkryć tajemnice najszybszych skal czasowych natury, takie jak tworzenie lub zrywanie wiązań molekularnych podczas reakcji chemicznych lub propagacja światła w turbulentnych ośrodkach. Wysoka prędkość, szczytowe natężenie impulsu i szerokie spektrum laserów z synchronizacją modów umożliwiają także wykorzystanie wielu technologii fotonowych, w tym optycznych zegarów atomowych, obrazowania biologicznego i komputerów wykorzystujących światło do obliczania i przetwarzania danych.
Jednak najbardziej zaawansowane lasery z synchronizacją trybów są nadal niezwykle drogimi i wymagającymi zasilania systemami stacjonarnymi, które można stosować wyłącznie w laboratoriach. Celem nowych badań jest przekształcenie tego w system wielkości chipa, który można będzie produkować masowo i wdrażać w terenie. Naukowcy wykorzystali powstającą platformę materiałową z cienkowarstwowym niobiatem litu (TFLN), aby skutecznie kształtować i precyzyjnie kontrolować impulsy laserowe poprzez nadawanie im zewnętrznych sygnałów elektrycznych o częstotliwości radiowej. Zespół połączył wysokie wzmocnienie lasera półprzewodników klasy III–V z wydajnymi możliwościami kształtowania impulsów nanofalowodów fotonicznych TFLN w celu opracowania lasera emitującego wysoką moc wyjściową szczytową wynoszącą 0,5 wata.
Oprócz niewielkich rozmiarów, czyli wielkości czubka palca, nowo zademonstrowany laser z synchronizacją modów wykazuje również szereg właściwości, których tradycyjne lasery nie są w stanie osiągnąć, takich jak możliwość precyzyjnego dostrojenia częstotliwości powtarzania impulsu wyjściowego w ciągu szeroki zakres 200 megaherców, po prostu regulując prąd pompy. Zespół ma nadzieję uzyskać źródło grzebieniowe o stabilnej częstotliwości i skali chipa poprzez potężną rekonfigurację lasera, która ma kluczowe znaczenie dla precyzyjnego wykrywania. Praktyczne zastosowania obejmują wykorzystanie telefonów komórkowych do diagnozowania chorób oczu, analizy bakterii E. coli i niebezpiecznych wirusów w żywności i środowisku oraz umożliwienia nawigacji w przypadku uszkodzenia lub braku sygnału GPS.
Czas publikacji: 30 stycznia 2024 r