En høj ydeevneultrahurtig laserpå størrelse med en fingerspids
Ifølge en ny forsideartikel offentliggjort i tidsskriftet Science har forskere ved City University of New York demonstreret en ny måde at skabe højtydende teknologier på.ultrahurtige laserepå nanofotonik. Denne miniaturiserede mode-låstelaserudsender en række ultrakorte kohærente lyspulser med femtosekundsintervaller (billiontedele af et sekund).
Ultrahurtig tilstand låstlaserekan hjælpe med at afdække hemmelighederne bag naturens hurtigste tidsskalaer, såsom dannelsen eller bruddet af molekylære bindinger under kemiske reaktioner eller udbredelsen af lys i turbulente medier. Den høje hastighed, maksimale pulsintensitet og bredspektrede dækning af mode-låste lasere muliggør også mange fotonteknologier, herunder optiske atomure, biologisk billeddannelse og computere, der bruger lys til at beregne og behandle data.
Men de mest avancerede mode-låste lasere er stadig ekstremt dyre, strømkrævende desktop-systemer, der er begrænset til brug i laboratorier. Målet med den nye forskning er at omdanne dette til et system i chipstørrelse, der kan masseproduceres og implementeres i felten. Forskerne brugte en tyndfilms-lithiumniobat (TFLN) ny materialeplatform til effektivt at forme og præcist kontrollere laserpulser ved at anvende eksterne radiofrekvenselektriske signaler på den. Holdet kombinerede den høje laserforstærkning fra klasse III-V halvledere med de effektive pulsformningsfunktioner hos TFLN-nanoskala fotoniske bølgeledere for at udvikle en laser, der udsender en høj peak-outputeffekt på 0,5 watt.
Ud over sin kompakte størrelse, som er på størrelse med en fingerspids, udviser den nyligt demonstrerede mode-låste laser også en række egenskaber, som traditionelle lasere ikke kan opnå, såsom evnen til præcist at justere gentagelseshastigheden for udgangspulsen over et bredt område på 200 megahertz blot ved at justere pumpestrømmen. Holdet håber at opnå en chip-skala, frekvensstabil kamkilde gennem laserens kraftfulde rekonfiguration, hvilket er afgørende for præcisionsregistrering. Praktiske anvendelser omfatter brugen af mobiltelefoner til at diagnosticere øjensygdomme eller til at analysere E. coli og farlige vira i fødevarer og miljøet, og til at muliggøre navigation, når GPS er beskadiget eller utilgængelig.
Opslagstidspunkt: 30. januar 2024