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 højtydendeultrahurtige lasereom nanofotonik. Denne miniaturiseret mode-låstlaserudsender en række ultrakorte sammenhængende lysimpulser med femtosekunders intervaller (billiontedele af et sekund).
Ultrahurtig tilstandslåstlaserekan hjælpe med at låse op for hemmelighederne bag naturens hurtigste tidsskalaer, såsom dannelse eller brydning af molekylære bindinger under kemiske reaktioner eller udbredelse 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-locked lasere er stadig ekstremt dyre, strømkrævende desktop-systemer, der er begrænset til laboratoriebrug. Målet med den nye forskning er at gøre dette til et system på størrelse med chip, der kan masseproduceres og implementeres i felten. Forskerne brugte en tynd-film lithium niobate (TFLN) emerging materiale platform til effektivt at forme og præcist kontrollere laserimpulser ved at anvende eksterne radiofrekvens elektriske signaler til det. Holdet kombinerede den høje laserforstærkning af klasse III-V-halvledere med de effektive pulsformningsegenskaber fra TFLN nanoskala fotoniske bølgeledere for at udvikle en laser, der udsender en høj output-spidseffekt på 0,5 watt.
Ud over sin kompakte størrelse, som er på størrelse med en fingerspids, udviser den nyligt demonstrerede mode-locked laser også en række egenskaber, som traditionelle lasere ikke kan opnå, såsom evnen til præcist at indstille gentagelseshastigheden af output-impulsen over en bredt område på 200 megahertz blot ved at justere pumpestrømmen. Holdet håber at opnå en chip-skala, frekvensstabil kamkilde gennem laserens kraftfulde rekonfiguration, som er afgørende for præcisionsføling. 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.
Indlægstid: 30-jan-2024