Ένα υψηλής απόδοσης Ultrafast Laser μεγέθους ενός δακτύλου

Υψηλής απόδοσηςεξαιρετικά γρήγορη λέιζερτο μέγεθος ενός δακτύλου

Σύμφωνα με ένα νέο άρθρο κάλυψης που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Science, οι ερευνητές του Πανεπιστημίου της πόλης της Νέας Υόρκης έχουν επιδείξει έναν νέο τρόπο δημιουργίας υψηλών επιδόσεωνεξαιρετικά ταψιά λέιζερΣχετικά με τη νανοφοτονική. Αυτό το μικροσκοπικό τρόπο κλειδώματοςλέιζερεκπέμπει μια σειρά από εξαιρετικά σύντομους παλμούς φωτός σε διαστήματα femtosecond (τρισεκατομμύρια του δευτερολέπτου).

Εξαιρετικά γρήγορη λειτουργία κλειδώματοςλέιζερΜπορεί να βοηθήσει να ξεκλειδώσετε τα μυστικά των ταχύτερων χρονοδιαγραμμάτων της φύσης, όπως ο σχηματισμός ή το σπάσιμο των μοριακών δεσμών κατά τη διάρκεια των χημικών αντιδράσεων ή η διάδοση του φωτός σε ταραχώδη μέσα. Η ένταση υψηλής ταχύτητας, η μέγιστη ένταση παλμού και η κάλυψη ευρείας φάσματος των λέιζερ κλειδωμένων με λειτουργία επιτρέπουν επίσης πολλές τεχνολογίες φωτονίων, συμπεριλαμβανομένων των οπτικών ατομικών ρολογιών, της βιολογικής απεικόνισης και των υπολογιστών που χρησιμοποιούν φως για να υπολογίσουν και να επεξεργάζονται δεδομένα.

Ωστόσο, τα πιο προηγμένα λέιζερ κλειδωμένα με λειτουργία εξακολουθούν να είναι εξαιρετικά δαπανηρά, συστήματα επιφάνειας εργασίας που περιορίζονται σε εργαστηριακή χρήση. Ο στόχος της νέας έρευνας είναι να μετατραπεί αυτό σε ένα σύστημα μεγέθους τσιπ που μπορεί να παραχθεί μαζικά και να αναπτυχθεί στον τομέα. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια αναδυόμενη πλατφόρμα υλικού λιθίου με λεπτό φιλμ (TFLN) για να διαμορφώσουν αποτελεσματικά και να ελέγχουν με ακρίβεια τους παλμούς λέιζερ εφαρμόζοντας εξωτερικά ηλεκτρικά σήματα ραδιοσυχνοτήτων σε αυτό. Η ομάδα συνένωσε το υψηλό κέρδος λέιζερ των ημιαγωγών κατηγορίας III-V με τις αποτελεσματικές δυνατότητες διαμόρφωσης των παλμών των φωτονικών κυματοδηγών TFLN νανοκλίμακας για την ανάπτυξη ενός λέιζερ που εκπέμπει υψηλής ισχύος εξόδου 0,5 watts.

Εκτός από το συμπαγές του μέγεθος, το οποίο είναι το μέγεθος ενός δακτύλου, το πρόσφατα αποδεδειγμένο λέιζερ κλειδωμένου τρόπου λειτουργίας παρουσιάζει επίσης μια σειρά ιδιοτήτων που δεν μπορούν να επιτύχουν τα παραδοσιακά λέιζερ, όπως η ικανότητα να συντονίζει με ακρίβεια τον ρυθμό επανάληψης του παλμού εξόδου σε ένα ευρύ φάσμα 200 megahertz απλώς προσαρμόζοντας το ρεύμα της αντλίας. Η ομάδα ελπίζει να επιτύχει μια πηγή χτένας με σταθερή κλίμακα με τη συχνότητα μέσω της ισχυρής αναδιάρθρωσης του λέιζερ, η οποία είναι κρίσιμη για την ανίχνευση ακριβείας. Οι πρακτικές εφαρμογές περιλαμβάνουν τη χρήση κινητών τηλεφώνων για τη διάγνωση των οφθαλμικών παθήσεων ή για την ανάλυση του Ε. Coli και των επικίνδυνων ιών στα τρόφιμα και του περιβάλλοντος και για την ενεργοποίηση της πλοήγησης όταν το GPS είναι κατεστραμμένο ή μη διαθέσιμο.