Высокая производительностьсверхбыстрый лазерразмером с кончик пальца
Согласно новой статье, опубликованной в журнале Science, исследователи из Городского университета Нью-Йорка продемонстрировали новый способ создания высокопроизводительныхсверхбыстрые лазерына нанофотонике. Этот миниатюрный синхронизированный модлазеризлучает серию ультракоротких когерентных импульсов света с фемтосекундными интервалами (триллионные доли секунды).
Сверхбыстрая синхронизация модлазерыМожет помочь раскрыть секреты самых быстрых временных процессов в природе, таких как образование или разрыв молекулярных связей в ходе химических реакций или распространение света в турбулентных средах. Высокая скорость, пиковая интенсивность импульса и широкий спектральный охват лазеров с синхронизацией мод также позволяют создавать множество фотонных технологий, включая оптические атомные часы, биологическую визуализацию и компьютеры, использующие свет для расчётов и обработки данных.
Однако самые современные лазеры с синхронизацией мод по-прежнему представляют собой чрезвычайно дорогие, энергоёмкие настольные системы, применение которых ограничено лабораторными исследованиями. Цель нового исследования — превратить их в систему размером с микросхему, которую можно будет производить массово и использовать в полевых условиях. Исследователи использовали новую материальную платформу на основе тонкоплёночного ниобата лития (TFLN) для эффективного формирования и точного управления лазерными импульсами путём подачи на неё внешних радиочастотных электрических сигналов. Группа объединила высокий коэффициент усиления лазера полупроводников класса III-V с эффективными возможностями формирования импульсов наноразмерных фотонных волноводов TFLN, чтобы разработать лазер с высокой выходной пиковой мощностью 0,5 Вт.
Помимо компактного размера, размером с кончик пальца, недавно продемонстрированный лазер с синхронизацией мод также обладает рядом свойств, недоступных традиционным лазерам, например, способностью точно настраивать частоту следования выходных импульсов в широком диапазоне до 200 мегагерц, просто регулируя ток накачки. Команда надеется создать генератор с гребёнчатой структурой, масштабируемый до 200 МГц, благодаря мощной перестройке лазера, что критически важно для прецизионных датчиков. Практические приложения включают использование мобильных телефонов для диагностики заболеваний глаз, анализ кишечной палочки и опасных вирусов в пищевых продуктах и окружающей среде, а также для навигации в условиях повреждения или недоступности GPS.
Время публикации: 30 января 2024 г.