Революция в фотонике: миниатюрный лазер на чипе открывает новые горизонты

к Лиам О'Коннор
6 Комментарии
Nanophotonic Mode-Locked Laser

Нанофотонный сверхбыстрый лазер с синхронизацией мод на основе ниобата лития. Фото: Алиреза Маранди

Команда исследователей успешно разработала небольшой интегрированный лазер с синхронизацией мод на нанофотонной платформе, способный излучать мощные сверхбыстрые импульсы света. Это достижение в технологии сокращающего лазера с синхронизацией мод (MLL) обещает значительно расширить сферу применения фотоники.

Достижения в области лазерной технологии с синхронизацией мод (MLL)

Стремясь усовершенствовать технологию, которая традиционно опирается на крупное настольное оборудование, Киши Го и его команда сжали лазер с синхронизацией мод до размеров оптического чипа на нанофотонной платформе. Это достижение открывает потенциал для создания сверхбыстрых нанофотонных систем различного назначения.

Перспективы компактных MLL

Лазеры с синхронизацией мод известны тем, что генерируют когерентные ультракороткие световые импульсы с невероятно быстрыми скоростями, измеряемыми пикосекундами и фемтосекундами. Эти лазеры сыграли важную роль в развитии нескольких фотонных технологий, включая экстремальную нелинейную оптику, двухфотонную микроскопию и оптические вычисления.

Как правило, MLL являются дорогостоящими, энергоемкими и зависят от больших отдельных оптических компонентов и оборудования. Следовательно, их применение в основном ограничивалось лабораторными настольными экспериментами. Более того, существующие интегрированные MLL, предназначенные для нанофотонных платформ, сталкиваются с серьезными проблемами, такими как низкая пиковая мощность и ограниченные возможности управления.

Скачок вперед в интеграции нанофотонной MLL

Объединив полупроводниковый оптический усилитель с инновационной тонкопленочной нанофотонной схемой из ниобата лития, Го и его команда создали компактный интегрированный MLL.

По данным исследовательской группы, этот MLL генерирует ультракороткие оптические импульсы длительностью около 4,8 пикосекунды на длине волны примерно 1065 нанометров, достигая пиковой мощности около 0,5 Вт. Это представляет собой самую высокую энергию выходного импульса и пиковую мощность среди всех интегрированных MLL в нанофотонных платформах.

Кроме того, команда продемонстрировала, что частота повторения встроенного MLL регулируется в диапазоне около 200 МГц. Они также показали, что свойства когерентности лазера можно точно настроить, что открывает путь к полностью стабилизированному встроенному в кристалл источнику нанофотонной гребенки частот.

Дополнительную информацию об этом прорыве:

Миниатюризация сверхбыстрой лазерной технологии на фотонных микрочипах
Уменьшение сверхбыстрых лазеров до размера кончика пальца

Ссылка: «Сверхбыстрый лазер с синхронизацией мод в нанофотонном ниобате лития», Цюши Го, Бенджамин К. Гутьеррес, Риото Секине, Роберт М. Грей, Джеймс А. Уильямс, Луис Ледезма, Луис Коста, Аркадьев Рой, Селина Чжоу, Мингчен Лю, и Алиреза Маранди, 9 ноября 2023 г., Science.
DOI: 10.1126/science.adj5438.

Часто задаваемые вопросы (FAQ) о нанофотонном лазере с синхронизацией мод

Каков недавний прорыв в технологии фотоники?

Исследователи разработали компактный интегрированный лазер с синхронизацией мод на нанофотонной платформе, способный излучать мощные и сверхбыстрые световые импульсы. Этот прогресс в миниатюризации лазерной технологии с синхронизацией мод может значительно расширить возможности применения фотоники.

Чем новый лазер с синхронизацией мод отличается от традиционных?

В отличие от традиционных лазеров с синхронизацией мод, которые являются громоздкими, дорогостоящими и энергоемкими, этот новый лазер миниатюризирован до размеров оптического чипа. Он обеспечивает высокую выходную энергию импульса и пиковую мощность, а его свойства когерентности можно точно контролировать.

Каковы потенциальные применения миниатюрного лазера с синхронизацией мод?

Этот миниатюрный лазер можно использовать в различных фотонных технологиях, таких как экстремальная нелинейная оптика, двухфотонная микроскопия и оптические вычисления. Его компактный размер и высокая производительность делают его подходящим для передовых лабораторных исследований в области фотоники и, возможно, для коммерческого применения в будущем.

Кто руководил исследованием этого технологического прогресса?

Исследование возглавил Киши Го и его команда, которые сосредоточились на интеграции полупроводникового оптического усилителя с тонкопленочной нанофотонной схемой из ниобата лития для создания этого компактного лазера с синхронизацией мод.

Каковы ключевые особенности этого нового лазера с синхронизацией мод?

Лазер генерирует ультракороткие оптические импульсы (~ 4,8 пикосекунды) длиной около 1065 нанометров с пиковой мощностью ~ 0,5 Вт. Он является самым мощным по энергии выходного импульса и пиковой мощности среди интегрированных лазеров с синхронизацией мод в нанофотонных платформах. Кроме того, его частоту повторения можно настроить в диапазоне ~ 200 МГц.

Подробнее о нанофотонном лазере с синхронизацией мод

Вам также может понравиться

6 Комментарии

ОптикаКомпьютерщик 1ТП2Т - 1ТП3Т

Я немного скептически настроен: получение такой высокой мощности от крошечного чипа кажется слишком хорошим, чтобы быть правдой. но если это реально, это наверняка изменит правила игры.

Отвечать
ФотоникаВентилятор 1ТП2Т - 1ТП3Т

Мне не терпится увидеть, куда пойдет эта технология, представьте себе возможности в области медицинского оборудования и других областях!

Отвечать
Джон Смит 1ТП2Т - 1ТП3Т

вау, это действительно классная вещь. никогда не думал, что они смогут сделать лазеры такими маленькими!

Отвечать
ТехГуру99 1ТП2Т - 1ТП3Т

Отличное чтение, но можно ли получить более подробную информацию о том, как на самом деле работают эти лазеры?

Отвечать
Эмили_Р 1ТП2Т - 1ТП3Т

разве ниобат лития не используется и в мобильных телефонах? технологии сейчас сходят с ума

Отвечать
Любитель Науки 1ТП2Т - 1ТП3Т

в статье упоминается Цюши Го, но нет информации о том, откуда он и из какого учреждения? было бы приятно узнать

Отвечать

Оставить комментарий

* Используя эту форму, вы соглашаетесь с хранением и обработкой ваших данных на этом сайте.

1ТП1Т — веб-ресурс, посвященный предоставлению актуальной информации о быстро меняющемся мире науки и технологий. Наша миссия — сделать науку и технологии доступными для всех через нашу платформу, объединяя экспертов, новаторов и ученых, чтобы поделиться своими знаниями и опытом.

Подписаться

Подпишитесь на мою рассылку, чтобы получать новые сообщения в блоге, советы и новые фотографии. Давайте оставаться в курсе!

© 2023 1ТП1Т

ru_RUРусский