یک عملکرد بالالیزر فوق سریعبه اندازه یک بند انگشت
بر اساس مقاله جدیدی که در مجله Science منتشر شده است، محققان دانشگاه سیتی نیویورک روش جدیدی برای ایجاد تراشه‌های با کارایی بالا ارائه داده‌اند.لیزرهای فوق سریعروی نانوفوتونیک. این قفل مدی مینیاتوریلیزرمجموعه‌ای از پالس‌های نوری بسیار کوتاه و منسجم را در فواصل فمتوثانیه‌ای (تریلیونیم ثانیه) منتشر می‌کند.
حالت فوق سریع قفل شدهلیزرهامی‌تواند به رمزگشایی از سریع‌ترین مقیاس‌های زمانی طبیعت، مانند تشکیل یا شکستن پیوندهای مولکولی در طول واکنش‌های شیمیایی، یا انتشار نور در محیط‌های آشفته، کمک کند. سرعت بالا، شدت پالس اوج و پوشش طیف وسیع لیزرهای قفل‌شده با مد، بسیاری از فناوری‌های فوتونی، از جمله ساعت‌های اتمی نوری، تصویربرداری بیولوژیکی و رایانه‌هایی که از نور برای محاسبه و پردازش داده‌ها استفاده می‌کنند را نیز ممکن می‌سازد.
اما پیشرفته‌ترین لیزرهای قفل‌شده‌ی حالت هنوز سیستم‌های رومیزی بسیار گران‌قیمت و پرمصرفی هستند که محدود به استفاده آزمایشگاهی هستند. هدف از این تحقیق جدید تبدیل این سیستم به یک سیستم در اندازه تراشه است که بتوان آن را به صورت انبوه تولید و در میدان عمل به کار گرفت. محققان از یک پلتفرم مواد نوظهور لیتیوم نیوبات (TFLN) با لایه نازک برای شکل‌دهی مؤثر و کنترل دقیق پالس‌های لیزر با اعمال سیگنال‌های الکتریکی فرکانس رادیویی خارجی به آن استفاده کردند. این تیم، بهره بالای لیزر نیمه‌هادی‌های کلاس III-V را با قابلیت‌های شکل‌دهی پالس کارآمد موجبرهای فوتونی نانومقیاس TFLN ترکیب کردند تا لیزری با توان پیک خروجی بالا 0.5 وات تولید کنند.
علاوه بر اندازه جمع و جور آن، که به اندازه نوک انگشت است، لیزر قفل شده با حالت جدید، تعدادی از خواصی را نیز نشان می‌دهد که لیزرهای سنتی نمی‌توانند به آنها دست یابند، مانند توانایی تنظیم دقیق نرخ تکرار پالس خروجی در طیف وسیعی از 200 مگاهرتز تنها با تنظیم جریان پمپ. این تیم امیدوار است از طریق پیکربندی مجدد قدرتمند لیزر، به یک منبع شانه‌ای پایدار در مقیاس تراشه دست یابد که برای حسگری دقیق بسیار مهم است. کاربردهای عملی شامل استفاده از تلفن‌های همراه برای تشخیص بیماری‌های چشمی، یا تجزیه و تحلیل E. coli و ویروس‌های خطرناک در غذا و محیط زیست، و فعال کردن ناوبری در زمانی که GPS آسیب دیده یا در دسترس نیست، می‌باشد.
زمان ارسال: 30 ژانویه 2024