En hög prestandaultrasnabb laserstorleken på en fingertopp
Enligt en ny omslagsartikel publicerad i tidskriften Science har forskare vid City University of New York visat ett nytt sätt att skapa högpresterandeultrasnabba lasrarpå nanofotonik.Detta miniatyriserade läge är låstlaseravger en serie ultrakorta koherenta ljuspulser med femtosekunders intervall (biljondelar av en sekund).
Ultrasnabbt läge låstlasrarkan hjälpa till att låsa upp hemligheterna bakom naturens snabbaste tidsskalor, såsom bildandet eller brytandet av molekylära bindningar under kemiska reaktioner, eller spridningen av ljus i turbulenta medier.Den höga hastigheten, topppulsintensiteten och bredspektrumtäckningen hos modlåsta 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 stationära system som är begränsade till laboratorieanvändning.Målet med den nya forskningen är att förvandla detta till ett chip-stort system som kan masstillverkas och användas i fält.Forskarna använde en tunnfilmslitiumniobat (TFLN) framväxande materialplattform för att effektivt forma och exakt kontrollera laserpulser genom att applicera externa elektriska radiofrekvenssignaler på den.Teamet kombinerade den höga laserförstärkningen hos klass III-V-halvledare med de effektiva pulsformningsmöjligheterna hos TFLN-fotoniska vågledare i nanoskala för att utveckla en laser som avger en hög uteffekt på 0,5 watt.
Förutom sin kompakta storlek, som är lika stor som en fingertopp, uppvisar den nyligen demonstrerade modlåsta lasern även ett antal egenskaper som traditionella lasrar inte kan uppnå, såsom förmågan att exakt justera repetitionsfrekvensen för utpulsen över en brett område på 200 megahertz bara genom att justera pumpströmmen.Teamet hoppas kunna uppnå en chip-skala, frekvensstabil kamkälla genom laserns kraftfulla omkonfiguration, vilket är avgörande för precisionsavkänning.Praktiska tillämpningar inkluderar användning av mobiltelefoner för att diagnostisera ögonsjukdomar, eller för att analysera E. coli och farliga virus i livsmedel och miljön, och för att möjliggöra navigering när GPS är skadad eller otillgänglig.
Posttid: 2024-jan-30