Laser ultra pantas berprestasi tinggi sebesar hujung jari

Prestasi yang tinggilaser ultra cepatsebesar hujung jari

Menurut artikel muka depan baharu yang diterbitkan dalam jurnal Science, penyelidik di City University of New York telah menunjukkan cara baharu untuk mencipta prestasi tinggilaser ultracepatpada nanofotonik. Mod kecil ini dikuncilasermemancarkan satu siri denyutan koheren ultra-pendek cahaya pada selang femtosaat (trilion satu saat).

Mod ultrapantas dikuncilaserboleh membantu membuka kunci rahsia skala masa terpantas alam semula jadi, seperti pembentukan atau pemecahan ikatan molekul semasa tindak balas kimia, atau perambatan cahaya dalam media bergelora. Kelajuan tinggi, keamatan nadi puncak dan liputan spektrum luas laser terkunci mod juga membolehkan banyak teknologi foton, termasuk jam atom optik, pengimejan biologi dan komputer yang menggunakan cahaya untuk mengira dan memproses data.

Tetapi laser terkunci mod yang paling canggih masih sangat mahal, sistem desktop yang memerlukan kuasa yang terhad kepada penggunaan makmal. Matlamat penyelidikan baharu adalah untuk mengubahnya menjadi sistem bersaiz cip yang boleh dihasilkan secara besar-besaran dan digunakan di lapangan. Para penyelidik menggunakan platform bahan baru muncul filem litium niobate (TFLN) untuk membentuk dan mengawal denyutan laser dengan berkesan dengan menggunakan isyarat elektrik frekuensi radio luaran padanya. Pasukan itu menggabungkan keuntungan laser tinggi bagi semikonduktor kelas III-V dengan keupayaan membentuk nadi yang cekap bagi pandu gelombang fotonik skala nano TFLN untuk membangunkan laser yang memancarkan kuasa puncak keluaran tinggi sebanyak 0.5 watt.

Selain saiznya yang padat, iaitu sebesar hujung jari, laser terkunci mod yang baru ditunjukkan juga mempamerkan beberapa sifat yang tidak dapat dicapai oleh laser tradisional, seperti keupayaan untuk menala kadar pengulangan nadi output dengan tepat pada satu julat luas 200 megahertz hanya dengan melaraskan arus pam. Pasukan ini berharap untuk mencapai sumber sikat berskala cip, frekuensi-stabil melalui konfigurasi semula berkuasa laser, yang penting untuk penderiaan ketepatan. Aplikasi praktikal termasuk penggunaan telefon bimbit untuk mendiagnosis penyakit mata, atau untuk menganalisis E. coli dan virus berbahaya dalam makanan dan persekitaran, dan untuk membolehkan navigasi apabila GPS rosak atau tidak tersedia.