Kundalik hayotda lazerlardan foydalanish nisbatan keng tarqalgan bo'lib, ular tabiatdagi yalang'och ko'zga ko'rinmaydigan narsalarni kuzatish, tahlil qilish va miqdorini aniqlash uchun muhim vosita bo'lishi mumkin - afsuski, o'tmishda ular bilan cheklangan. katta, qimmatbaho asboblardan foydalanish zarurati.
Nyu-York Siti Universiteti va Kaliforniya Texnologiya Instituti jamoasi olimlari jamoasi nanofotonik chiplarda yuqori samarali, o‘ta tezkor lazerlarni yaratishning yangi usulini eksperimental tarzda namoyish etdilar – ular dunyodagi birinchi elektr nasosli, rejim blokirovkasi yuqori nurli lazerlarni namoyish etdilar. Yupqa plyonkali lityum niobat foto-chiplariga o'rnatilgan eng yuqori zarba kuchi. Tadqiqot yaqinda Science jurnalida muqova hikoyasi sifatida chop etildi.
Tadqiqot miniatyuralashtirilgan rejim qulflangan lazerga asoslangan - u femtosekundlar oralig'ida ultra qisqa kogerent yorug'lik impulslari poezdini chiqaradigan noyob lazerni chiqaradi, dedi guruh rahbari Qiushi Guo.
Ultra tezkor rejim qulflangan lazerlar tabiatning eng tez vaqt shkalasi sirlarini ochishda markaziy rol o‘ynaydi, jumladan kimyoviy reaksiyalarda molekulyar bog‘lanishlarning shakllanishi va uzilishini o‘rganish hamda turbulent muhitda yorug‘lik tarqalish dinamikasini o‘rganish.
Impulsning eng yuqori intensivligi va keng spektrli qamrovi tufayli rejim qulflangan lazerlarning rivojlanishi turli xil fotonik texnologiyalarni, jumladan optik atom soatlari, bio-tasvirlash va yorug'likka asoslangan ma'lumotlarni hisoblashni rivojlantirishga turtki bo'ldi. kompyuterlarda.
Afsuski, hatto zamonaviy rejimda qulflangan lazerlar ham qimmat va quvvat talab qiladi, bu esa ulardan foydalanishning asosan laboratoriya muhitida cheklanishiga olib keldi.
Yuqorida aytib o'tilgan jamoaning maqsadi: katta laboratoriya tizimlarini ommaviy ishlab chiqarilishi va sohada joylashtirilishi mumkin bo'lgan chip o'lchamli tizimlarga aylantirish orqali ultrafast fotonika sohasida inqilob qilishdir. Ular faqat narsalarni kichikroq qilishni xohlashadi, lekin ular bu ultra tezkor chip o'lchamli lazerlar qoniqarli ishlashni ta'minlashiga ishonch hosil qilishni xohlashadi. Masalan, chip o'lchovli tizimlarni yaratish uchun ularga pulsning maksimal intensivligi, yaxshisi 1 vattdan ko'proq kerak bo'ladi.
Biroq, chipda samarali rejim qulflangan lazerlarni amalga oshirish va birlashtirish juda qiyin vazifadir. Ushbu tadqiqotda innovatsion material platformasi bo'lgan yupqa plyonkali lityum niobat (TFLN) qo'llaniladi. Ushbu materialdan foydalanib, tashqi chastotali elektr signalini qo'shish orqali lazer impulslarini aniq nazorat qilish va samarali shakllantirish mumkin.
Guo jamoasi o‘z tajribalarida III-V yarimo‘tkazgichlarning yuqori lazerli daromadlilik xususiyatlarini TFLN nanofotonik to‘lqin o‘tkazgichlarining yuqori samarali impuls shakllantirish qobiliyati bilan mohirona birlashtirib, natijada 0,5 vattgacha chiqish quvvatiga ega lazerni namoyish etdi. .
O'zining ixcham o'lchamidan tashqari, ular namoyish etgan rejim qulflangan lazer kelajakdagi ilovalar uchun katta va'dalar berishi mumkin bo'lgan bir nechta qiziqarli yangi xususiyatlarga ega.
Misol uchun, lazerning nasos oqimini aniq sozlash orqali Guo 200 MGts keng diapazonda chiqish pulsining takrorlanish chastotasini nozik sozlash qobiliyatini angladi. Namoyish lazerining mustahkam qayta konfiguratsiyasidan foydalanib, jamoa nozik sezish ilovalari uchun muhim bo'lgan chip o'lchovli, chastotasi barqarorlashtirilgan taroq manbalarini osonlashtirishga umid qilmoqda.
Portativ va qo‘l qurilmalari uchun kengaytiriladigan, integratsiyalashgan, o‘ta tezkor fotonik tizimlarni amalga oshirish Kuo jamoasi uchun qo‘shimcha qiyinchiliklar tug‘dirsa-da, joriy namoyish katta to‘siqlarni yengib o‘tishda muhim bosqich bo‘ldi.
Ushbu yutuq mobil telefonlardan ko'z kasalliklarini tashxislash yoki E. coli va oziq-ovqat va atrof-muhitdagi xavfli viruslarni tahlil qilish uchun yo'l ochadi. Bu, shuningdek, GPS shikastlangan yoki mavjud bo'lmaganda navigatsiyani ta'minlab, kelajakning chipli atom soatlarini yaratishga yordam berishi mumkin.
Olimlar ushbu so'nggi namoyish bilan katta to'siqni engib o'tishdi. Shunga qaramay, olimlar ko'chma va qo'l qurilmalarida ishlatilishi mumkin bo'lgan kengaytiriladigan, integratsiyalashgan, o'ta tezkor fotonik tizimlarni ishlab chiqishdagi qo'shimcha to'siqlarni hal qilishni intiqlik bilan kutmoqdalar.
