En hög prestandaultrasnabb laserstorleken på ett fingertopp
Enligt en ny omslagsartikel publicerad i Journal Science har forskare vid City University of New York visat ett nytt sätt att skapa högpresterandeultrasnabblasrarpå nanofotonik. Denna miniatyriserade lägeslåstalaserAvger en serie ultrakort sammanhängande ljuspulser med femtosekundintervall (trillionths av en sekund).
Ultrafast mode-låstlasersKan hjälpa till att låsa upp hemligheterna i naturens snabbaste tidsskalor, till exempel bildning eller brytning av molekylära bindningar under kemiska reaktioner, eller förökning av ljus i turbulent media. Den höga hastigheten, topppulsintensiteten och bred spektrumstäckningen av lägeslåsta lasrar möjliggör också många fotonteknologier, inklusive optiska atomklockor, biologisk avbildning och datorer som använder ljus för att beräkna och bearbeta data.
Men de mest avancerade lägeslåsta lasrarna är fortfarande extremt dyra, kraftkrävande skrivbordssystem som är begränsade till laboratorieanvändning. Målet med den nya forskningen är att förvandla detta till ett chipstor system som kan massproduceras och distribueras i fältet. Forskarna använde en tunnfilm litiumniobat (TFLN) tillväxtplattform för att effektivt forma och exakt kontrollera laserpulser genom att tillämpa elektriska radiofrekvenser på externa radiofrekvenser på den. Teamet kombinerade den höga laserförstärkningen av klass III-V-halvledare med den effektiva pulsformningsförmågan hos TFLN-nanoskala fotoniska vågledare för att utveckla en laser som avger en hög utgångseffekt på 0,5 watt.
Förutom sin kompakta storlek, som är storleken på ett fingertopp, uppvisar den nyligen demonstrerade lägeslåsta lasern också ett antal egenskaper som traditionella lasrar inte kan uppnå, till exempel förmågan att exakt ställa in repetitionshastigheten för utgångspulsen över ett brett intervall på 200 megahertz bara genom att justera pumpen. Teamet hoppas kunna uppnå en chip-skala, frekvensstabil kamkälla genom laserens kraftfulla rekonfiguration, som är avgörande för precisionssavning. Praktiska tillämpningar inkluderar användning av mobiltelefoner för att diagnostisera ögonsjukdomar, eller för att analysera E. coli och farliga virus i mat och miljö, och för att möjliggöra navigering när GPS skadas eller inte är tillgänglig.
Inläggstid: jan-30-2024