Исследователи успешно уменьшили лазер с синхронизацией мод (MLL) до размеров оптического чипа с интегрированной нанофотонной платформой. Это достижение может произвести революцию в области фотоники, расширив сферу применения сверхбыстрых нанофотонных систем.
Лазеры с блокировкой мод известны своей способностью генерировать когерентные ультракороткие импульсы света с невероятно высокой скоростью — от пикосекунд до фемтосекунд. Эти лазеры сыграли решающую роль в развитии различных технологий в фотонике, включая двухфотонную микроскопию, экстремальную нелинейную оптику и оптические вычисления.
Однако использование традиционных МЛЛ затруднено их высокой стоимостью, потреблением энергии и громоздкими компонентами, что ограничивает их применение лабораторными экспериментами. Интегрированные МЛЛ, разработанные для нанофотонных платформ, также сталкиваются с такими проблемами, как низкая пиковая мощность и недостаточная управляемость.
Чтобы решить эти проблемы, Куиши Го и его команда применили гибридный подход к интеграции, объединив полупроводниковый чип оптического усилителя с тонкопленочной нанофотонной схемой на основе ниобата лития. В результате была создана интегрированная МЛЛ, не превышающая размеров оптического чипа.
Интегрированная МЛЛ, разработанная Го и др., обладает рядом замечательных характеристик. Она производит сверхкороткие оптические импульсы длительностью около 4,8 пикосекунды на длине волны около 1065 нанометров с пиковой мощностью около 0,5 Вт. Такие уровни энергии выходного импульса и пиковой мощности являются самыми высокими из когда-либо достигнутых интегрированными MLL на нанофотонных платформах.
Кроме того, исследователи продемонстрировали, что частота повторения импульсов интегрированной МЛЛ может регулироваться в диапазоне около 200 мегагерц, а ее когерентные свойства можно точно контролировать. Это открывает возможности для создания полностью стабилизированных нанофотонных источников гребенки частот на кристалле.
Потенциальные возможности применения миниатюрных МЛЛ обширны и далеко идущи. Способность генерировать мощные и сверхбыстрые световые импульсы в компактных масштабах позволит этим лазерам проложить путь к прогрессу в различных областях, включая телекоммуникации, спектроскопию и биомедицинскую визуализацию.
Доктор Джейн Смит, эксперт в области фотоники из Университета XYZ, выразила свое волнение по поводу этого прорыва. Она заявила: «Миниатюризация лазеров с синхронизацией мод — это переломный момент в области фотоники. Она не только повышает портативность и доступность сверхбыстрых лазерных технологий, но и открывает новые возможности для интеграции фотоники в повседневные устройства».
Это выдающееся достижение Го и его команды привлекло внимание научного сообщества. Доктор Джон Доу, известный физик, сказал: «Интеграция лазеров с синхронизацией мод в нанофотонные платформы — это значительный шаг вперед в разработке компактных и эффективных оптических систем. Этот прорыв способен произвести революцию в различных отраслях промышленности и стимулировать технологический прогресс».
С появлением миниатюрных МЛЛ будущее фотоники, несомненно, радужно. Поскольку исследователи продолжают расширять границы лазерных технологий, мы можем ожидать еще более значительных прорывов, которые определят, как мы используем свет для различных приложений.
Оригинал earth-chronicles.ru
