Բարձր արդյունավետությամբ գերարագ լազեր՝ մատի ծայրի չափ

Բարձր կատարողականությունգերարագ լազերմատի ծայրի չափ

Science ամսագրում հրապարակված նոր շապիկի հոդվածի համաձայն՝ Նյու Յորքի քաղաքային համալսարանի հետազոտողները ցուցադրել են բարձր արդյունավետությամբ սարքեր ստեղծելու նոր եղանակ։գերարագ լազերներնանոֆոտոնիկայի վրա։ Այս մանրանկարչային ռեժիմով կողպվածլազերարձակում է լույսի գերկարճ կոհերենտ իմպուլսների շարք՝ ֆեմտովայրկյանային ինտերվալներով (վայրկյանի տրիլիոներորդական մաս):

Գերարագ ռեժիմը կողպված էլազերներկարող է օգնել բացահայտել բնության ամենաարագ ժամանակային մասշտաբների գաղտնիքները, ինչպիսիք են քիմիական ռեակցիաների ընթացքում մոլեկուլային կապերի առաջացումը կամ խզումը, կամ լույսի տարածումը տուրբուլենտ միջավայրերում: Ռեժիմ-կողպված լազերների բարձր արագությունը, գագաթնակետային իմպուլսային ինտենսիվությունը և լայն սպեկտրի ծածկույթը նաև հնարավորություն են տալիս ստեղծել բազմաթիվ ֆոտոնային տեխնոլոգիաներ, այդ թվում՝ օպտիկական ատոմային ժամացույցներ, կենսաբանական պատկերացում և համակարգիչներ, որոնք օգտագործում են լույսը՝ տվյալները հաշվարկելու և մշակելու համար:

Սակայն ամենաառաջադեմ ռեժիմով կողպված լազերները դեռևս չափազանց թանկ, էներգապահանջող սեղանադիր համակարգեր են, որոնք սահմանափակվում են լաբորատոր կիրառմամբ: Նոր հետազոտության նպատակն է սա վերածել չիպի չափի համակարգի, որը կարող է զանգվածաբար արտադրվել և տեղակայվել դաշտում: Հետազոտողները օգտագործել են բարակ թաղանթային լիթիում նիոբատի (TFLN) ի հայտ եկող նյութական հարթակ՝ լազերային իմպուլսները արդյունավետորեն ձևավորելու և ճշգրիտ կառավարելու համար՝ դրան կիրառելով արտաքին ռադիոհաճախականության էլեկտրական ազդանշաններ: Թիմը համատեղել է III-V դասի կիսահաղորդիչների բարձր լազերային ուժեղացումը TFLN նանոմասշտաբի ֆոտոնային ալիքատարների իմպուլսների արդյունավետ ձևավորման հնարավորությունների հետ՝ մշակելու համար 0.5 վատտ բարձր ելքային գագաթնակետային հզորություն արձակող լազեր:

Բացի իր կոմպակտ չափից, որը մատի ծայրի չափ է, նոր ցուցադրված ռեժիմի կողպված լազերը նաև ցուցաբերում է մի շարք հատկություններ, որոնք ավանդական լազերները չեն կարող ձեռք բերել, օրինակ՝ ելքային իմպուլսի կրկնության արագությունը 200 մեգահերց լայն տիրույթում ճշգրտորեն կարգավորելու ունակությունը՝ պարզապես պոմպի հոսանքը կարգավորելով: Թիմը հույս ունի լազերի հզոր վերակազմակերպման միջոցով ստանալ չիպային մասշտաբի, հաճախականության կայուն սանրային աղբյուր, որը կարևոր է ճշգրիտ զգայունության համար: Գործնական կիրառությունները ներառում են բջջային հեռախոսների օգտագործումը աչքի հիվանդությունները ախտորոշելու կամ սննդի և շրջակա միջավայրի մեջ E. coli-ի և վտանգավոր վիրուսների վերլուծության համար, ինչպես նաև նավիգացիան հնարավոր դարձնելու համար, երբ GPS-ը վնասված է կամ անհասանելի: