Vysoce výkonný ultrarychlý laser o velikosti konečku prstu

Vysoký výkonultrarychlý laservelikosti konečku prstu

Podle nového titulního článku publikovaného v časopise Science vědci z City University of New York demonstrovali nový způsob, jak vytvářet vysoce výkonnéultrarychlé laseryna nanofotonice. Tento miniaturizovaný režim je uzamčenlaservysílá sérii ultrakrátkých koherentních pulsů světla ve femtosekundových intervalech (biliontiny sekundy).

Ultrarychlý režim uzamčenlaserymůže pomoci odhalit tajemství nejrychlejších časových měřítek přírody, jako je tvorba nebo rozpad molekulárních vazeb během chemických reakcí nebo šíření světla v turbulentních médiích. Vysoká rychlost, špičková intenzita pulzu a široké spektrum pokrytí laserů s uzamčeným režimem také umožňují mnoho fotonových technologií, včetně optických atomových hodin, biologického zobrazování a počítačů, které využívají světlo k výpočtu a zpracování dat.

Ale nejpokročilejší lasery s uzamčeným režimem jsou stále extrémně drahé, výkonově náročné stolní systémy, které jsou omezeny na laboratorní použití. Cílem nového výzkumu je přeměnit to na systém velikosti čipu, který lze sériově vyrábět a nasazovat v terénu. Vědci použili tenkovrstvou platformu niobátu lithného (TFLN) k efektivnímu tvarování a přesnému řízení laserových pulzů aplikací externích vysokofrekvenčních elektrických signálů. Tým zkombinoval vysoký laserový zisk polovodičů třídy III-V s efektivními schopnostmi tvarování pulzů fotonických vlnovodů TFLN nanoměřítek, aby vyvinul laser s vysokým výstupním špičkovým výkonem 0,5 wattu.

Kromě své kompaktní velikosti, což je velikost konečku prstu, vykazuje nově demonstrovaný laser s uzamčeným režimem také řadu vlastností, kterých tradiční lasery nemohou dosáhnout, jako je například schopnost přesně vyladit opakovací frekvenci výstupního pulzu. široký rozsah 200 megahertzů pouhým nastavením proudu čerpadla. Tým doufá, že dosáhne čipového, frekvenčně stabilního hřebenového zdroje prostřednictvím výkonné rekonfigurace laseru, která je kritická pro přesné snímání. Mezi praktické aplikace patří využití mobilních telefonů k diagnostice očních onemocnění nebo k analýze E. coli a nebezpečných virů v potravinách a životním prostředí a umožnění navigace při poškození nebo nedostupnosti GPS.