Ultrabrzi laser visoke učinkovitosti veličine vrha prsta

Visoka izvedbaultrabrzi laserveličine vrška prsta

Prema novom naslovnom članku objavljenom u časopisu Science, istraživači sa Gradskog sveučilišta u New Yorku pokazali su novi način za stvaranje visokih performansiultrabrzi laserina nanofotoniku. Ovaj minijaturizirani način zaključanlaseremitira niz ultrakratkih koherentnih impulsa svjetlosti u intervalima femtosekunde (trilijuntni dio sekunde).

Ultrabrzi mod-zaključanlaserimože pomoći u otkrivanju tajni najbržih vremenskih okvira prirode, kao što je stvaranje ili kidanje molekularnih veza tijekom kemijskih reakcija ili širenje svjetlosti u turbulentnim medijima. Velika brzina, vršni intenzitet pulsa i široka pokrivenost spektra lasera s zaključanim modom također omogućuju mnoge fotonske tehnologije, uključujući optičke atomske satove, biološke slike i računala koja koriste svjetlost za izračunavanje i obradu podataka.

Ali najnapredniji laseri s zaključanim načinom rada i dalje su iznimno skupi stolni sustavi koji zahtijevaju energiju i ograničeni su na laboratorijsku upotrebu. Cilj novog istraživanja je pretvoriti ovo u sustav veličine čipa koji se može masovno proizvoditi i koristiti na terenu. Istraživači su koristili platformu materijala u nastajanju tankog filma litij niobata (TFLN) za učinkovito oblikovanje i preciznu kontrolu laserskih impulsa primjenom vanjskih radiofrekventnih električnih signala. Tim je kombinirao visoko lasersko pojačanje poluvodiča klase III-V s učinkovitim mogućnostima oblikovanja impulsa TFLN fotonskih valovoda na nanomjernoj razini kako bi razvio laser koji emitira veliku izlaznu vršnu snagu od 0,5 vata.

Osim svoje kompaktne veličine, koja je veličine vrha prsta, nedavno demonstrirani laser s zaključanim načinom rada također pokazuje niz svojstava koja tradicionalni laseri ne mogu postići, kao što je mogućnost preciznog podešavanja brzine ponavljanja izlaznog impulsa tijekom širok raspon od 200 megaherca samo podešavanjem struje pumpe. Tim se nada postići češljasti izvor veličine čipa, frekvencijski stabilan pomoću moćne rekonfiguracije lasera, što je ključno za precizno očitavanje. Praktične primjene uključuju korištenje 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.