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 масштабов природы, таких как образование или разрыв молекулярных связей во время химических реакций или распространение света в турбулентных средах. Высокая скорость, пиковая интенсивность импульса и широкий спектр покрытия лазеров с синхронизацией мод также позволяют использовать многие фотонные технологии, включая оптические атомные часы, биологическую визуализацию и компьютеры, которые используют свет для расчета и обработки данных.
Но самые передовые лазеры с синхронизацией мод по-прежнему остаются чрезвычайно дорогими, энергоемкими настольными системами, которые ограничены лабораторным использованием. Цель нового исследования — превратить это в систему размером с чип, которую можно производить массово и развертывать в полевых условиях. Исследователи использовали тонкопленочную платформу ниобата лития (TFLN) для эффективного формирования и точного управления лазерными импульсами путем подачи на нее внешних радиочастотных электрических сигналов. Команда объединила высокий коэффициент усиления лазера полупроводников класса III-V с эффективными возможностями формирования импульсов наномасштабных фотонных волноводов TFLN, чтобы разработать лазер, излучающий высокую выходную пиковую мощность 0,5 Вт.
В дополнение к своему компактному размеру, который составляет размер кончика пальца, недавно продемонстрированный лазер с синхронизацией мод также демонстрирует ряд свойств, которых не могут достичь традиционные лазеры, например, способность точно настраивать частоту повторения выходного импульса в широком диапазоне 200 мегагерц, просто регулируя ток накачки. Команда надеется получить источник гребенки в масштабе чипа, стабильный по частоте, с помощью мощной реконфигурации лазера, которая имеет решающее значение для точного зондирования. Практические приложения включают использование мобильных телефонов для диагностики заболеваний глаз или для анализа E. coli и опасных вирусов в продуктах питания и окружающей среде, а также для обеспечения навигации, когда GPS поврежден или недоступен.
Время публикации: 30 января 2024 г.