Laser ultra pantas berprestasi tinggi sebesar hujung jari

Prestasi yang tinggilaser ultra pantassebesar hujung jari

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

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

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

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