Isang ultrafast na laser na may mataas na pagganap na kasinglaki ng dulo ng daliri

Isang mataas na pagganapnapakabilis na laserkasing laki ng dulo ng daliri

Ayon sa isang bagong artikulo sa pabalat na inilathala sa journal Science, ang mga mananaliksik sa City University of New York ay nagpakita ng isang bagong paraan upang lumikha ng mataas na pagganapultrafast laserssa nanophotonics. Naka-lock ang miniaturized mode na itolasernaglalabas ng serye ng mga ultra-maikling magkakaugnay na pulso ng liwanag sa mga pagitan ng femtosecond (trilyon sa isang segundo).

Ultrafast mode-lockedmga laseray maaaring makatulong sa pag-unlock ng mga lihim ng pinakamabilis na timescale ng kalikasan, tulad ng pagbuo o pagkasira ng mga molecular bond sa panahon ng mga kemikal na reaksyon, o ang pagpapalaganap ng liwanag sa magulong media. Ang mataas na bilis, peak pulse intensity, at malawak na spectrum coverage ng mode-locked lasers ay nagbibigay-daan din sa maraming mga teknolohiya ng photon, kabilang ang mga optical atomic na orasan, biological imaging, at mga computer na gumagamit ng liwanag upang kalkulahin at iproseso ang data.

Ngunit ang pinaka-advanced na mode-locked lasers ay napakamahal pa rin, na nangangailangan ng kapangyarihan na mga desktop system na limitado sa paggamit ng laboratoryo. Ang layunin ng bagong pananaliksik ay gawing isang chip-sized na system na maaaring gawin nang maramihan at i-deploy sa field. Gumamit ang mga mananaliksik ng thin-film lithium niobate (TFLN) na umuusbong na materyal na platform upang mabisang hugis at tumpak na kontrolin ang mga pulso ng laser sa pamamagitan ng paglalapat ng mga panlabas na radio frequency electrical signal dito. Pinagsama ng team ang mataas na laser gain ng class III-V semiconductors na may mahusay na pulse shaping capabilities ng TFLN nanoscale photonic waveguides upang bumuo ng laser na naglalabas ng mataas na output na peak power na 0.5 watts.

Bilang karagdagan sa compact size nito, na kasing laki ng dulo ng daliri, ang bagong ipinakitang mode-locked laser ay nagpapakita rin ng ilang mga katangian na hindi makamit ng tradisyonal na mga laser, tulad ng kakayahang tumpak na ibagay ang rate ng pag-uulit ng output pulse sa loob ng isang malawak na hanay ng 200 megahertz sa pamamagitan lamang ng pagsasaayos ng kasalukuyang pump. Inaasahan ng team na makamit ang isang chip-scale, frequency-stable na comb source sa pamamagitan ng malakas na reconfiguration ng laser, na mahalaga para sa precision sensing. Kasama sa mga praktikal na application ang paggamit ng mga mobile phone upang masuri ang mga sakit sa mata, o upang suriin ang E. coli at mga mapanganib na virus sa pagkain at kapaligiran, at upang paganahin ang pag-navigate kapag ang GPS ay nasira o hindi magagamit.