Un láser ultrarrápido de alto rendemento do tamaño da punta dun dedo

Un alto rendementoláser ultrarrápidodo tamaño da punta dun dedo

Segundo un novo artigo de portada publicado na revista Science, investigadores da City University de Nova York demostraron unha nova forma de crear equipos de alto rendementoláseres ultrarrápidosna nanofotónica. Este modo miniaturizado bloqueadoláseremite unha serie de pulsos de luz coherentes ultracurtos a intervalos de femtosegundos (trillonésimas de segundo).

Modo ultrarrápido bloqueadoláserespode axudar a desvelar os segredos das escalas de tempo máis rápidas da natureza, como a formación ou rotura de enlaces moleculares durante as reaccións químicas ou a propagación da luz en medios turbulentos. A alta velocidade, a intensidade máxima do pulso e a ampla cobertura do espectro dos láseres con modo bloqueado tamén permiten moitas tecnoloxías fotónicas, incluíndo reloxos atómicos ópticos, imaxes biolóxicas e ordenadores que usan a luz para calcular e procesar datos.

Pero os láseres con bloqueo de modo máis avanzados seguen sendo sistemas de escritorio extremadamente caros e con moita enerxía, limitados ao seu uso en laboratorio. O obxectivo da nova investigación é convertelo nun sistema do tamaño dun chip que se poida producir en masa e despregar no campo. Os investigadores empregaron unha plataforma de materiais emerxentes de niobato de litio de película fina (TFLN) para dar forma e controlar con precisión os pulsos láser aplicándolle sinais eléctricos de radiofrecuencia externos. O equipo combinou a alta ganancia láser dos semicondutores de clase III-V coas eficientes capacidades de conformación de pulsos das guías de onda fotónicas a nanoescala TFLN para desenvolver un láser que emite unha alta potencia máxima de saída de 0,5 vatios.

Ademais do seu tamaño compacto, do tamaño da punta dun dedo, o láser con bloqueo de modo recentemente demostrado tamén presenta unha serie de propiedades que os láseres tradicionais non poden alcanzar, como a capacidade de axustar con precisión a taxa de repetición do pulso de saída nun amplo rango de 200 megahercios simplemente axustando a corrente de bombeo. O equipo espera conseguir unha fonte de peite a escala de chip e con frecuencia estable mediante a potente reconfiguración do láser, que é fundamental para a detección de precisión. As aplicacións prácticas inclúen o uso de teléfonos móbiles para diagnosticar enfermidades oculares ou para analizar E. coli e virus perigosos nos alimentos e no medio ambiente, e para permitir a navegación cando o GPS está danado ou non está dispoñible.