Բարձր արդյունավետության գերարագ լազեր՝ մատի ծայրի չափով

Բարձր կատարողականությունգերարագ լազերմատի ծայրի չափ

Համաձայն Science ամսագրում հրապարակված նոր շապիկ հոդվածի, Նյու Յորքի քաղաքային համալսարանի հետազոտողները ցուցադրել են բարձր արդյունավետություն ստեղծելու նոր միջոց։գերարագ լազերներնանոֆոտոնիկայի վրա։ Այս փոքրացված ռեժիմը կողպված էլազերայինարձակում է մի շարք գերկարճ համահունչ լույսի իմպուլսներ ֆեմտովայրկյաններով (վայրկյան տրիլիոներորդներ):

Գերարագ ռեժիմը կողպված էլազերներկարող է օգնել բացելու բնության ամենաարագ ժամանակային սանդղակների գաղտնիքները, ինչպիսիք են քիմիական ռեակցիաների ընթացքում մոլեկուլային կապերի ձևավորումը կամ խզումը, կամ տուրբուլենտ միջավայրում լույսի տարածումը: Բարձր արագությունը, գագաթնակետային իմպուլսի ինտենսիվությունը և ռեժիմով կողպված լազերների լայն սպեկտրի ծածկույթը նաև հնարավորություն են տալիս բազմաթիվ ֆոտոնային տեխնոլոգիաների, ներառյալ օպտիկական ատոմային ժամացույցները, կենսաբանական պատկերները և համակարգիչները, որոնք օգտագործում են լույսը տվյալների հաշվարկման և մշակման համար:

Սակայն ռեժիմով կողպված ամենաառաջադեմ լազերները դեռևս չափազանց թանկ են, էներգիա պահանջող աշխատասեղան համակարգեր, որոնք սահմանափակված են լաբորատոր օգտագործման համար: Նոր հետազոտության նպատակն է այն վերածել չիպի չափի համակարգի, որը կարող է զանգվածաբար արտադրվել և տեղակայվել դաշտում: Հետազոտողները օգտագործել են բարակ թաղանթով լիթիումի նիոբատ (TFLN) առաջացող նյութական հարթակ՝ լազերային իմպուլսները արդյունավետ ձևավորելու և ճշգրիտ կառավարելու համար՝ դրա վրա արտաքին ռադիոհաճախականության էլեկտրական ազդանշաններ կիրառելով: Թիմը համատեղել է III-V դասի կիսահաղորդիչների բարձր լազերային հզորությունը TFLN նանոմաշտաբով ֆոտոնային ալիքատարների իմպուլսների ձևավորման արդյունավետ հնարավորությունների հետ՝ ստեղծելով լազեր, որն արտանետում է 0,5 Վտ բարձր ելքային առավելագույն հզորություն:

Ի լրումն իր կոմպակտ չափի, որը մատի ծայրի չափ է, նոր ցուցադրված ռեժիմով կողպված լազերը նաև ցուցադրում է մի շարք հատկություններ, որոնք ավանդական լազերները չեն կարող հասնել, օրինակ՝ ելքային զարկերակի կրկնության արագությունը ճշգրիտ կարգավորելու ունակությունը: 200 մեգահերց լայն շրջանակ՝ պարզապես պոմպի հոսանքը կարգավորելու միջոցով: Թիմը հույս ունի լազերային հզոր վերակազմավորման միջոցով հասնել չիպերի մասշտաբով, հաճախականությամբ կայուն սանր աղբյուրի, որը չափազանց կարևոր է ճշգրիտ զգայության համար: Գործնական կիրառությունները ներառում են բջջային հեռախոսների օգտագործումը աչքի հիվանդությունները ախտորոշելու կամ սննդամթերքում և շրջակա միջավայրում E. coli-ի և վտանգավոր վիրուսների վերլուծության համար, ինչպես նաև նավարկելու հնարավորություն, երբ GPS-ը վնասված է կամ անհասանելի է: