Korkea suorituskykyultranopea lasersormenpään kokoinen
Science-lehdessä julkaistun uuden kansiartikkelin mukaan New Yorkin kaupunginyliopiston tutkijat ovat osoittaneet uuden tavan luoda tehokkaita...ultranopeat laseritnanofotoniikassa. Tämä miniatyyrimuotoinen lukittulaserlähettää sarjan erittäin lyhyitä koherentteja valopulsseja femtosekunnin (biljoonasosa sekunnin) välein.
Ultrafast-tilassa lukittulaseritvoi auttaa selvittämään luonnon nopeimpien aikaskaalojen salaisuuksia, kuten molekyylisidosten muodostumista tai katkeamista kemiallisten reaktioiden aikana tai valon etenemistä turbulenttisessa väliaineessa. Moodilukittujen lasereiden suuri nopeus, pulssin huippuintensiteetti ja laaja spektri mahdollistavat myös monia fotoniteknologioita, kuten optiset atomikellot, biologisen kuvantamisen ja tietokoneet, jotka käyttävät valoa datan laskemiseen ja käsittelyyn.
Mutta edistyneimmät moodilukitut laserit ovat edelleen erittäin kalliita ja tehoa kuluttavia pöytätietokonejärjestelmiä, joita käytetään vain laboratorioissa. Uuden tutkimuksen tavoitteena on muuttaa tämä sirukokoiseksi järjestelmäksi, jota voidaan massatuottaa ja ottaa käyttöön kentällä. Tutkijat käyttivät ohutkalvoista litiumniobaattia (TFLN) valmistetulle materiaalialustalle laserpulssien tehokkaaseen muotoiluun ja tarkkaan ohjaamiseen syöttämällä siihen ulkoisia radiotaajuisia sähköisiä signaaleja. Tiimi yhdisti luokan III-V puolijohteiden suuren laservahvistuksen TFLN-nanoskaalan fotonisten aaltojohteiden tehokkaisiin pulssinmuokkausominaisuuksiin kehittääkseen laserin, jonka huipputeho on 0,5 wattia.
Sormenpään kokoisen kompaktin kokonsa lisäksi äskettäin esitellyllä moodilukitulla laserilla on useita ominaisuuksia, joita perinteiset laserit eivät pysty saavuttamaan, kuten kyky säätää lähtöpulssin toistonopeutta tarkasti laajalla 200 megahertsin alueella pelkästään pumppausvirtaa säätämällä. Tiimi toivoo saavuttavansa sirumittakaavan, taajuusvakaan kampalähteen laserin tehokkaan uudelleenkonfiguroinnin avulla, mikä on kriittistä tarkan tunnistuksen kannalta. Käytännön sovelluksia ovat matkapuhelimen käyttö silmäsairauksien diagnosoinnissa tai E. coli -bakteerin ja vaarallisten virusten analysointi elintarvikkeissa ja ympäristössä sekä navigoinnin mahdollistaminen, kun GPS on vaurioitunut tai ei ole käytettävissä.
Julkaisun aika: 30. tammikuuta 2024